教科版物理必修1同步教学课件(30份)

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名称 教科版物理必修1同步教学课件(30份)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2017-03-28 16:01:12

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课件31张PPT。10 测定匀变速直线运动的加速度第一章 运动的描述1.进一步练习使用打点计时器.
2.会利用平均速度求瞬时速度.
3.会利用v-t图像处理实验数据,并据此判断物体的运动性质.
4.能根据实验数据求加速度.目标定位栏目索引测定匀变速直线运动的加速度对点检测 自查自纠测定匀变速直线运动的加速度一、实验原理和器材
1.实验原理
(1)利用纸带计算瞬时速度:以纸带上某点为中间时刻取一小段位移,用这段位移的 表示这点的瞬时速度.
(2)用v-t图像表示小车的运动情况:以速度v为 、时间t为 建立直角坐标系,用描点法画出小车的v-t图像,图线的 表示加速度的大小,如果v-t图像是一条倾斜的直线,说明小车的速度是均匀变化的.
2.实验器材:打点计时器、 、纸带、一端附有滑轮的长木板、小车、细绳、 、 、坐标纸.答案平均速度纵轴横轴倾斜程度交流电源钩码刻度尺二、实验步骤图11.如图1所示,把一端附有滑轮的长木板平放在实验桌上,并使滑轮伸出桌面,打点计时器固定在长木板没有滑轮的一端,连接好电路.
2.把一条细绳拴在小车上,使细绳跨过滑轮,下面挂上适当的钩码,把纸带穿过打点计时器,并把纸带的另一端固定在小车的后面.3.把小车停在 打点计时器的位置,先 ,后 (填“接通电源”或“释放小车”),让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一行小点,随后立即关闭电源.
4.换上新纸带,重复实验两次.答案靠近接通电源释放小车三、数据处理
1.测量并记录数据
在三条纸带中选择一条点迹最清晰的.为了便于测量,舍掉开头一些过于密集的点迹,找一个适当的点当作计时起点(0点),每5个点(相隔0.1 s)取一个计数点进行测量,如图2所示.(相邻两点间还有4个点未画出)图2答案3.作出小车运动的v-t图像
(1)定标度:坐标轴的标度选取要合理,应使图像大致分布在坐标平面中央.
(2)描点:在坐标纸上确定出各个坐标点的位置.
(3)连线:用一条平滑的曲线或直线“拟合”这些点.四、注意事项
1.开始释放小车时,应使小车 (填“靠近”或“远离”)打点计时器.
2.先 ,等打点稳定后,再 (填“接通电源”或“释放小车”).
3.打点完毕,立即断开电源.
4.选取一条点迹清晰的纸带,适当舍弃点迹密集部分,适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别),弄清楚所选的时间T等于多少.一般在纸带上每隔4个点取一个计数点,即时间为T=0.02×5 s=0.1 s.答案靠近接通电源释放小车5.在坐标纸上画v-t图像时,注意坐标轴单位长度的选取,应使图像尽量分布在坐标平面中央.
6.利用描出的点作v-t图像时,不要将相邻的点依次相连成折线,而应使大多数点在直线(或曲线)上,不在线上的点均匀分布在直线(或曲线)两侧,个别离线较远的点应舍去.五、误差和有效数字
1.误差:测量值与 之间的差异叫做误差,误差按产生原因可分为系统误差和偶然误差.
(1)系统误差
①产生原因:由于仪器本身 或实验方法 ,实验原理 产生的.
②特点:当多次重复测量时,测量值总是同样的 或 .
③减小方法:校准测量 ,改进实验 ,完善实验 .答案真实值不精确粗略不完善偏大偏小仪器方法原理(2)偶然误差
①产生原因:由于各种偶然因素对实验者、 、被测 的影响而产生的.
②特点:测量值和真实值相比有时偏大,有时 ,并且偏大和偏小的 相同.
③减小方法:多次测量求 .答案测量仪器物理量偏小概率平均值2.有效数字
(1)可靠数字:通过直接读数获得的 .
(2)存疑数字:通过 得到的数字.
(3)有效数字:带有一位 的全部数字.
(4)凡是用测量仪器直接测量的结果,读数一般要求在读出仪器最小刻度所在位的数值(可靠数字)后,再向下估读一位(存疑数字).
(5)运算结果一般可用2~3位有效数字表示.答案准确数字估读存疑数字例1 在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,利用打点计时器打出了如图3所示的一条纸带,其中1、2、3、4、5、6、7均为计数点,且相邻的两个计数点之间都有4个点没有画出来,已知电源的频率为
50 Hz.现测得: x1=1.40 cm,x2=1.90 cm,x3=2.40 cm,x4=2.90 cm,x5=3.40 cm,x6=3.90 cm.解析答案图3(1)在打点计时器打出点2、3、4、5时,小车的速度分别为v2=________cm/s,v3=______cm/s,v4=______cm/s,v5=_______cm/s.答案 16.50 21.50 26.50 31.50(2)在图4所示的坐标纸上作出速度—时间图像(从1开始计时).解析答案图4解析 如图所示:答案 如解析图所示(3)根据作出的速度—时间图像,求出小车的加速度为______________ m/s2(取两位有效数字).解析答案0.50(误差±0.03)例2 如图5所示,是某同学测量匀变速直线运动的加速度时,从若干纸带中选取的一条纸带的一部分.他每隔4个点取一个计数点,图上注明了他对各个计数点间距离的测量结果.图5解析答案(1)为了验证小车的运动是匀变速运动,请进行下列计算,填入表内.(单位:cm,电源频率为50 Hz)各位移差与平均值最多相差________cm,即各位移差与平均值最多相差________%.由此可得出结论:小车在________的位移之差,在________范围内相等,所以小车的运动是________.解析 x2-x1=1.60 cm;x3-x2=1.55 cm;
x4-x3=1.62 cm;x5-x4=1.53 cm;x6-x5=1.61 cm;
Δx≈1.58 cm.
各位移差与平均值最多相差0.05 cm,即各位移差与平均值最多相差3.2%.由此可得出结论:小车在任意两个连续相等的时间内的位移之差,在误差允许范围内相等,所以小车的运动是匀加速直线运动.答案 1.60 1.55 1.62 1.53 1.61 1.58 0.05 3.2 任意两个连续相等的时间内 误差允许 匀加速直线运动解析答案1.591.571.591.58返回 对点检测 自查自纠1231.(多选)在用打点计时器测匀变速直线运动的加速度实验中,下列说法中对于减小误差来说有益的是:________.
A.选取计数点时,常使两计数点之间还有四个记录点为好
B.先释放纸带,再接通电源
C.选计数点时,舍去纸带上密集的点,只利用点迹清晰、点迹间距适当的一部分进行测量和计算
D.最好用v-t图像来求加速度答案ACD1232.如图6所示,是某同学由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带,纸带上两相邻计数点间还有四个点没有画出,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.33 cm、x4=8.95 cm、x5=9.61 cm、x6=10.27 cm.图6(1)下表列出了打点计时器打下B、D、F时小车的瞬时速度,请在表中填入打点计时器打下C、E两点时小车的瞬时速度(保留三位有效数字).(2)以A点为计时起点,在如图7所示坐标图中画出小车的速度—时间关系图线.图7解析答案(3)根据你画出的小车的速度—时间的关系图线计算出的小车的加速度a=________m/s2.(保留两位有效数字)123答案 (1)0.801 0.928
(2)如图所示(3)0.64(0.61~0.66)1233.学生用打点计时器研究小车的匀变速直线运动.他将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,实验时得到一条纸带如图8所示.他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点,在这点上标明A,第六个点上标明B,第十一个点上标明C,第十六个点上标明D,第二十一个点上标明E.测量时发现B点已模糊不清,于是他测得AC长为14.56 cm,CD长为11.15 cm,DE长为13.73 cm,则打C点时小车的瞬时速度大小为__________m/s,小车运动的加速度大小为__________m/s2,A、B的距离应为__________cm.(保留三位有效数字)解析答案返回图8解析答案返回课件30张PPT。1 质点 参考系 空间 时间第一章 运动的描述1.理解质点的概念,知道质点是一种理想模型,会判断物体是否可以被看做质点.
2.理解参考系的概念,知道运动具有相对性.
3.知道空间的概念,能区分时刻和时间,会在坐标轴上表示时刻和时间.目标定位二、参考系三、空间 时间 时刻栏目索引一、机械运动和质点对点检测 自查自纠一、机械运动和质点知识梳理1.机械运动:一个物体相对于另一个物体 的改变.
2.(1)质点:在研究一个物体的运动时,如果被研究物体的 、 在所讨论的问题中可以忽略,就可以把整个物体简化为一个有 的点,这个用来代替物体的有 的点称为质点.
(2)一个物体能否看做质点,完全取决于所研究问题的 ,而不是看物体实际体积的大小.
(3)理想模型:在物理学中,突出问题的 ,忽略 ,建立
的物理模型,是经常采用的一种科学研究方法,质点就是一种 模型.答案位置形状大小质量质量性质主要因素次要因素理想化理想【深度思考】丽丽一家坐高铁从北京到青岛,如果测量高铁从北京到青岛所用的时间,能否将高铁看做质点?如果测量高铁在途中通过一座大桥所用的时间,能否将高铁看做质点?答案 能;不能.物体看成质点的条件是其大小和形状对所研究的问题没有影响.当测高铁从北京到青岛所用时间时,高铁的长度远小于两地之间的距离,所以其长度可以不计,高铁可看做质点;当测量高铁在途中通过一座大桥所用时间时,高铁的长度不可忽略,不可以将其看做质点.答案典例精析例1 关于质点,下列说法中正确的是(  )
A.很小的物体总可以看成质点,较大的物体有时也能看成质点
B.分析香蕉球(旋转的足球)的轨迹弯曲的成因时,可以把足球看成质点
C.研究运动员跨栏时的动作时,可以把运动员看成质点
D.质点是为了突出问题的主要因素,忽略次要因素而建立的理想模型解析 物体看做质点的条件是物体的形状和大小对研究的问题没有影响,与物体大小无关,所以A错误,D正确;
研究香蕉球的轨迹弯曲的成因时,足球各部分的运动情况不同,所以不能把足球看做质点,B错误;
研究跨栏运动员动作时,不能将运动员看做质点,C错误.D解析答案总结提升总结提升一个物体能否看做质点不是以其大小而论的,更不能看物体的轻重,而是看物体的大小和形状对所研究的问题有无影响.返回针对训练1 在下列比赛中,在考察下列运动员的比赛成绩时,可视为质点的是(  )解析答案返回解析 马拉松比赛时,由于路程长,运动员的大小形状可以忽略,可以看成质点,故A正确;
跳水时,人们要关注人的动作,故人的大小形状不能忽略,不能看做质点,故B错误;
击剑时要注意人的肢体动作,不能看做质点,故C错误;
体操中主要根据人的肢体动作评分,故不能忽略大小和形状,不能看做质点,故D错误.
答案 A知识梳理二、参考系1.物体的运动和静止是 的,要确定一个物体的位置并描述它的运动情况,就要选定某个其他物体做参考,这个被选作参考的物体叫做参照物,也称为
2.选择的参考系不同,对同一研究对象运动情况的描述就可能 .
在研究地面上物体的运动时,通常取 或相对于地面 的物体为参考系.相对参考系.不同答案地面静止【深度思考】(1)作为参考系的物体一定是静止在地面上的物体吗?答案 不一定;参考系的选取是任意的,可以选择静止在地面上的物体,也可以选择在地面上运动的物体.(2)成语中有一个“形影不离”的成语,意思是人的身体和影子分不开,形容关系密切,经常在一起,如图1所示.那么“形影不离”中的影子“不离”是以什么为参考系?图1答案 以“形”即人的身体为参考系.答案典例精析例2 如图2所示,由于风的缘故,河岸上的旗帜向右飘,在河面上的两艘船上的旗帜分别向右和向左飘,两艘船的运动状态可能是(  )A.A船肯定是向左运动的 B.A船肯定是静止的
C.B船肯定是向右运动的 D.B船可能是静止的解析答案图2解析 从河岸上的旗帜的运动方向,可以判断风向右吹,由此可以判断B船一定向右运动且比风速快;A船可能静止,也可能向左运动,还有可能向右运动,但是比风速慢.
答案 C返回针对训练2 下列语句中加下划线部分描绘的运动情景,可以选取山为参考系的是(  )
A.两岸猿声啼不住,轻舟已过万重山
B.小小竹排江中游,巍巍青山两岸走
C.满眼风波多闪灼,看山恰似走来迎
D.两岸青山相对出,孤帆一片日边来解析答案返回解析 由题意可知,舟的运动应是相对于山,故诗人选取的参考系为山及两边的岸,故A正确;
“巍巍青山两岸走”是以竹排为参考系的,故B错误;
“看山恰似走来迎”选择的参考系是自己或者船与船上静止不动的物体,故C错误;
“两岸青山相对出”是相对于船来说的,故D错误.
答案 A三、空间 时间 时刻                   知识梳理1.时刻:指某一瞬间.在时间轴上,时刻用 来表示.
时间间隔:指某两个 之间的间隔.在时间轴上,时间间隔用 来表示.
2.时间和时刻在时间轴上的表示(如图3所示)答案图3点时刻线段(1)一段时间的结束是下一段时间的开始,所以第n s末与第 s初是指同一时刻.
(2)第几秒内表示 s的时间间隔.
(3)在物理学中,时间的含义就是时间间隔.日常生活中所说的“时间”,有时指时间间隔,有时指时刻.
3.在国际单位制中,时间的基本单位是 ,符号是 .答案(n+1)1秒s【深度思考】(1)李爷爷起床后外出晨练,在公园遇到张爷爷,“您这么早!练多长时间了?”“十五分钟左右吧,现在是什么时间?”“大约六点.”
对话中两个“时间”,哪个是“时间”,哪个是“时刻”?答案 第一个是时间,第二个是时刻.“练多长时间”,是指时间间隔;“现在是什么时间”指的是一个瞬间,所以是指时刻.答案(2)5 s内、第5 s内、第5 s末、第5 s初分别表示时刻,还是时间?试在时间轴上表示出来.答案 5 s内、第5 s内指时间,第5 s初和第5 s末指时刻.答案典例精析返回例3 在如图4所示的时间轴中,下列关于时刻和时间间隔的说法中正确的是(  )解析答案总结提升图4A.t2表示时刻,称为第2 s末或第3 s初
B.t2~t3表示时间间隔,称为第3 s内
C.t0~t2表示时间间隔,称为前2 s或第2 s内
D.tn-1~tn表示时间间隔,称为第(n-1) s内解析 t2表示时间轴上的一个点,所以表示时刻,称为第2 s末或第3 s初,A正确;
t2~t3表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为第3 s内,B正确;
t0~t2表示时间轴上的一段距离,所以为时间间隔,称为前2 s,第2 s内表示t1~t2,C错误;
tn-1~tn表示时间间隔,称为第n s内,D错误.答案 AB总结提升总结提升返回时刻和时间间隔的联系:
(1)两个时刻的间隔即为一段时间间隔,时间间隔是一系列连续时刻的积累过程.
(2)时间间隔显示运动的一个过程,好比一段录像;时刻显示一个瞬间,好比一张照片. 对点检测 自查自纠12341.(对质点的理解)(多选)下列选项中,加下划线的物体能被视为质点的是(  )
A.研究“嫦娥”三号发射时离地面的高度
B.研究从沧州开往青岛的和谐一号列车的运行时间
C.研究跳板比赛中运动员的动作
D.研究地球上昼夜的形成解析答案1234解析 运行中的“嫦娥”三号其自身大小与离地面高度相比可以忽略,所以能视为质点;列车长度远小于沧州到青岛的距离,可以忽略列车长度将其看做质点;要研究跳板运动员的动作,不能将其视为质点;地球上昼夜的形成是由于自转的原因,所以不能将地球看做质点.
答案 AB12342.(对质点的理解)(多选)下列关于质点的说法中,正确的是(  )
A.质点是一个理想模型,实际上并不存在
B.只有体积很小的物体才能被看成质点
C.万吨巨轮非常大,无论何时都不能看做质点来处理
D.如果物体的形状和大小与所研究的问题无关或属于次要因素时,可
把物体看成质点解析答案1234解析 质点是由实际物体抽象而得到的,只有质量,没有大小,不占据空间,是一个理想模型,实际上并不存在,A对;
体积很小的物体不一定都能看成质点,体积较大的物体有时也能看成质点,B错;
当物体的形状、大小与所研究的问题无关或属于次要因素时,可忽略其形状、大小,把物体看成质点,C错,D对.
答案 AD12343.(对参考系的理解)(多选)我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系而言的,下列说法正确的是(  )
A.我们说“太阳东升西落”,是以地球为参考系的
B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的
C.我们说“同步卫星在高空静止不动”,是以太阳为参考系的
D.坐在火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来,
乘客是以火车或他自己为参考系的解析答案1234解析 “太阳东升西落”是相对于地球而言,是以地球为参考系的,所以A正确;
“地球围绕太阳转”是以太阳为参考系的,所以B错误;
“同步卫星在高空静止不动”是相对于地球而言的,是以地球为参考系的,所以C错误;
火车上的乘客看到前方铁路旁的树木、电线杆向他飞奔而来,是以火车或他自己为参考系的,所以D正确.
答案 AD1234返回4.(对时间和时刻的认识)(多选)关于时间和时刻,下列说法正确的是(  )
A.物体在5 s时,指的是物体在5 s末时,指的是时刻
B.物体在5 s内,指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
C.物体在第5 s内,指的是物体在4 s末到5 s末这1 s的时间
D.《新闻联播》每晚19∶00播出,其中19∶00指的是时间解析答案1234返回解析 5 s时指的是5 s末这一时刻;5 s内指的是前5 s这一段时间;第5 s内指的是4 s末到5 s末这1 s时间.故A、C正确,B错误;
19∶00点指时刻,D错误.答案 AC课件29张PPT。2 位置变化的描述——位移第一章 运动的描述1.理解坐标系的概念,会用一维坐标系描述物体的位置及位置变化.
2.理解位移的概念和矢量性,知道位移和路程的不同.
3.知道矢量和标量的区别,能进行一维情况下矢量的运算.目标定位二、位移三、矢量和标量栏目索引一、确定位置的方法对点检测 自查自纠一、确定位置的方法知识梳理1.为了定量地描述物体(质点)的 以及 ,需要在参考系上建立适当的坐标系.
2.如果物体沿一条直线运动,只需建立 坐标系就能准确表达物体的位置;如果物体在一平面运动,就需要建立 坐标系来描述物体的位置.
3.坐标系的三要素: 、 和 .答案位置位置的变化直线平面直角原点单位长度正方向4.常见的坐标系【深度思考】为了准确地描述100 米和400 米比赛中运动员在跑道上不同时刻的位置和位置变化,应分别建立怎样的坐标系?答案 直线坐标系 平面坐标系答案典例精析例1 质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点后静止.如图1所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则出发点的位置坐标为________ m,B点位置坐标为________ m,C点位置坐标为________ m;A点到B点的位置变化为________ m,方向__________;C点到B点的位置变化为________ m,方向________.解析答案图1返回总结提升解析 质点由西向东运动,从A点出发到达C点再返回B点静止.如图所示,若AC=100 m,BC=30 m,以B点为原点,向东为正方向建立直线坐标系,则:出发点A的位置坐标为-70 m,B点位置坐标是0 m,C点位置坐标为30 m,A到B位置变化为70 m,方向由西向东,C到B位置变化为-30 m,方向由东向西.
答案 -70 0 30 70 由西向东 -30 由东向西总结提升总结提升当描述做直线运动的物体的位置坐标及位置变化时,建立直线坐标系;当物体在同一平面内运动时,要用平面直角坐标系才能定量描述物体的位置坐标及位置变化.返回知识梳理二、位移1.定义:物体在一段时间内 称为位移.
2.表示:从 位置到 位置的一条有向线段.
3.直线运动的位置和位移:用坐标表示 ,用坐标的变化量表示 .
如图2所示,物体在时刻t1处于“位置”x1,在时刻t2运动到“位置”x2.那么,位移为Δx= .答案图2位置的变化初末位置位移x2-x1【深度思考】路程和位移有哪些区别和联系?答案 区别:路程表示物体运动轨迹的长度,只有大小,没有方向;位移表示物体位置的变化,既有大小,又有方向.
联系:物体位移大小小于等于路程,当物体做单向直线运动时,位移的大小等于路程.答案典例精析例2 关于位移和路程,下列说法中正确的是(  )
A.在某段时间内,物体运动的位移为零,该物体不一定是静止的
B.在某段时间内,物体运动的路程为零,该物体不一定是静止的
C.在直线运动中,物体位移的大小一定等于其路程
D.在曲线运动中,物体位移的大小一定小于其路程解析答案总结提升解析 位移为零,只能说明初、末位置是同一位置,不能判断出物体是否运动,故A正确;
物体只要运动,路程就不会为零,因此,路程为零说明物体没有运动,即物体静止,B错误;
除了单向直线运动位移的大小等于路程外,其他的运动中位移的大小都小于路程,C错误,D正确.
答案 AD总结提升总结提升路程和位移的比较:
(1)路程表示物体运动轨迹的长度,大小等于轨迹的长度,无方向.
(2)位移表示物体位置的变化,大小等于从初位置到末位置有向线段的长度,方向由初位置指向末位置.
(3)同一运动过程的路程不小于位移的大小;在单向直线运动中,位移的大小等于路程.解析答案图3(1)在该坐标系上标出超市、博物馆、羊村和狼堡的位置;解析 如图所示答案 见解析图解析答案(2)小灰灰一家从狼堡经羊村到博物馆的位移与路程分别为多少?解析 从狼堡经羊村到博物馆的位移为
x=300 m-(-500 m)=800 m,方向向东.
其路程为s=500 m+450 m+150 m=1 100 m.
答案 800 m,向东 1 100 m返回总结提升总结提升(1)直线坐标系中位置用一个点的坐标表示:坐标值的正负表示物体所在位置在原点的正方向还是负方向上;坐标值的绝对值表示物体所在位置到坐标原点的距离.
(2)直线坐标系中位移用一段线段表示.返回三、矢量和标量知识梳理1.标量:只有 而没有 的物理量叫做标量.如 、 、 等.
2.矢量:既有 又有 的物理量叫做矢量,如 、力、速度等.
表示方法:用一根带箭头的线段(有向线段)表示.大小方向温度质量路程大小方向位移答案【深度思考】(1)时刻、时间间隔、路程、位移这四个物理量中,哪些是标量?哪些是矢量?答案 时刻、时间间隔和路程这几个物理量只有大小,没有方向,所以是标量;而位移既有大小,又有方向,是矢量.(2)如何比较矢量的大小?答案 比较数值的绝对值大小.答案典例精析返回例4 下列关于矢量(位移)和标量(温度)的说法正确的是(  )
A.两个运动的物体位移大小均为20 m,这两个位移一定相同
B.做直线运动的两个物体的位移x甲=1 m,x乙=-3 m,则x甲<x乙
C.温度计读数有正负,其正、负号表示温度的方向
D.温度计读数时正的温度一定大于负的温度,正负不能代表方向解析 位移是矢量,大小相同,方向不一定相同,所以这两个位移不一定相同,A错;
矢量比较大小时,比较绝对值,B正确;
温度是标量,只有大小,没有方向,正号表示比零摄氏度高,负号表示比零摄氏度低,正的温度一定高于负的温度,C错,D对.BD解析答案总结提升总结提升(1)矢量的表示方法
①图示表示:用带箭头的线段表示,线段的长度表示矢量的大小,箭头的方向表示矢量的方向.
②数字表示:先建立坐标系并规定正方向,然后用正、负数来表示矢量.“+”号表示与坐标系规定的正方向一致,“-”号表示与坐标系规定的正方向相反;数字的大小表示矢量的大小.比较矢量的大小只比较数字大小,与“+”、“-”号无关.返回返回(2)标量和矢量的运算
①标量的运算法则为算术运算法则,即初中所学的加、减、乘、除等运算方法.
②矢量的运算法则为以后要学到的平行四边形定则 对点检测 自查自纠12341.(对位移和路程的理解)400 m比赛中终点在同一直线上,但起点不在同一直线上,如图4所示,关于这样的做法,下列说法正确的是(  )解析答案图4A.这样做目的是为了使参加比赛的同学位移大小
相同
B.这样做目的是为了使参加比赛的同学路程大小
相同
C.这样做目的是为了使参加比赛的同学所用时间
相同
D.这样做法其实是不公平的,明显对外侧跑道的
同学有利1234解析 因为跑道外圈半径大于里圈,当终点在同一直线上时,起点就不在同一直线上,这样做的目的是为了使参加比赛的同学路程大小相同,B正确.
答案 B12342.(对位移和路程的理解)某同学的家到学校的直线距离为1 000 m,但他从家出发步行到学校,要先向东走400 m,然后再向北走600 m,最后再向东走400 m才能到达学校,如图5所示.则他从家到学校的位移大小为______m,走过的路程为______m.解析答案图51234解析 位移是矢量,是指从初位置指向末位置的有向线段,家到学校的直线距离为1 000 m;路程是实际走过的轨迹,故路程为400 m+600 m+400 m=1 400 m.
答案 1 000 1 40012343.(利用坐标系表示位置和位移)2013年吴桥杂技节上,一名杂技演员将手中的球从高出地面3 m的位置竖直向上抛出,它上升5 m后回落,最后到达地面,如图6所示,分别以地面和抛出点为原点建立坐标系,方向均以向上为正,填写以下表格:解析答案图61234解析 本题中的物体沿直线运动,可以在该直线上建立直线坐标系,来定量描述物体的位置.若以地面为原点,则出发点、最高点、落地点的坐标分别为x1=3 m,x2=8 m,x0=0;若以抛出点为原点,则x1′=0,x2′=5 m,x0′=-3 m.
答案 3 m 8 m 0 0 5 m -3 m1234返回4.(利用坐标系表示位置和位移)一质点沿x轴运动,开始时位置为x0=-2 m,第1 s末位置为x1=3 m,第2 s末位置为x2=1 m.请分别求出第1 s内和第2 s内质点位移的大小和方向.解析 第1 s内,Δx1=x1-x0=3 m-(-2 m)=5 m,方向沿x轴正方向;第2 s内,Δx2=x2-x1=1 m-3 m=-2 m,方向沿x轴负方向.答案 5 m,沿x轴正方向 -2 m,沿x轴负方向解析答案课件29张PPT。3 运动快慢与方向的描述
——速度第一章 运动的描述1.理解速度的概念,领会其矢量性.
2.能区分平均速度和瞬时速度,会用平均速度公式进行相关的计算.
3.理解v-t图像的意义.目标定位二、平均速度和瞬时速度三、平均速度、平均速率和速率的比较栏目索引一、速度对点检测 自查自纠四、速度—时间(v-t)图像一、速度知识梳理1.定义:物体运动的 跟发生这段位移所用时间的 .答案3.单位:米每秒,符号是 或 .常用单位还有
( 或 )、厘米每秒(cm/s或cm·s-1)等.
4.矢量性:速度是 ,速度的方向就是物体 .
5.物理意义:表示物体 变化的快慢(即运动的快慢)和方向.位移m/sm·s-1千米每小时 km·h-1矢量运动的方向位置比值km/h【深度思考】有同学说:“由v= 可知,v与Δx成正比,与Δt成反比,”你认为这种说法正确吗?为什么?答案 不正确.公式v= 是速度的定义式,是用比值定义法定义的,不能说v与Δx成正比,与Δt成反比.v与Δx和Δt无关,但可以利用 计算v.答案典例精析返回例1 下列关于速度的说法正确的是(  )A.由v= 知,v与Δx成正比,与Δt成反比B.公式v= 适用于任何运动C.因为2>-3,所以2 m/s>-3 m/s
D.速度的方向与物体运动的方向一致解析 v是按比值定义法定义的物理量,该公式v= 适用于任何运动,且v与Δx、Δt均无关,A错误,B正确;速度是矢量,正、负号表示方向,绝对值表示大小,C错误;
速度的方向与物体运动的方向一致,D正确.BD解析答案总结提升返回总结提升对速度的准确认识
(1)速度是表示物体运动快慢的物理量,速度越大,表示物体运动得越快,其位置变化也越快.
(2)公式v= 中,Δx是物体运动的位移,不是指路程.
(3)公式v= 是速度的定义式,用比值定义法定义的,不能认为v与位移成正比、与时间成反比.
(4)矢量性:速度有大小、方向.比较两个速度是否相同时,既要比较其大小是否相等,又要比较其方向是否相同.知识梳理二、平均速度和瞬时速度1.匀速直线运动和变速直线运动
(1)匀速直线运动:物体在任何相等时间内的位移 .
(2)变速直线运动:物体在相等时间内的位移 .答案2.平均速度
(1)定义:做变速直线运动的物体其发生的位移跟发生这段位移所用 的比值,叫做平均速度.都相等不相等时间(3)物理意义: (填“粗略”或“精确“)地描述物体在Δt时间内运动的快慢和方向.
(4)矢量性:平均速度是矢量,方向与 的方向相同.
3.瞬时速度
(1)定义:运动物体在 或 的速度.
(2)物体意义: 地描述物体运动的快慢.
(3)大小:当Δt 时,v= 为瞬时速度,瞬时速度的大小通常叫做瞬时速率,简称速率.
(4)方向:物体在某一时刻(或某一位置) 的方向答案粗略位移某一时刻某一位置精确非常非常小运动【深度思考】答案答案典例精析例2 下列关于平均速度和瞬时速度的说法正确的是(  )A.平均速度 当Δt足够小时,该式可表示t时刻的瞬时速度
B.匀速直线运动的平均速度等于瞬时速度
C.瞬时速度和平均速度都可以精确描述运动的快慢
D.只有瞬时速度可以精确描述运动的快慢解析答案总结提升返回解析 由平均速度定义式 可知,当Δt足够小,甚至趋近于零时,该式可表示t时刻的瞬时速度,A正确;匀速直线运动的速度不变,各段时间内的平均速度均等于瞬时速度,B正确;
平均速度只能粗略反映一段时间内物体运动的快慢程度,而瞬时速度能精确地描述物体在某一时刻或某一位置运动的快慢及方向,C错误,D正确.
答案 ABD总结提升总结提升平均速度与瞬时速度的联系
(1)当Δt→0时,可以认为平均速度等于瞬时速度.
(2)瞬时速度总为零时,平均速度一定为零;平均速度为零时,瞬时速度不一定为零.例3 一辆汽车在一条平直公路上行驶,第1 s内通过的位移是8 m,第2 s内通过的位移是20 m,第3 s内通过的位移是30 m,第4 s内通过的位移是10 m,则汽车在最初2 s内的平均速度是多大?中间2 s内的平均速度是多大?全部时间内的平均速度是多大?答案 14 m/s 25 m/s 17 m/s返回解析答案三、平均速度、平均速率和速率的比较知识梳理答案位移路程答案3.速率
瞬时速度的 .
4.注意
(1)因为位移 路程,所以平均速度 平均速率,只有在单方向直线运动中,平均速度的大小才 平均速率.
(2)瞬时速度的大小叫做速率,但是平均速度的大小 平均速率.大小小于等于小于等于等于不是典例精析例4 一辆汽车从甲地沿平直的公路以v1=36 km/h的速度经过2 h到达乙地,休息了4 h后,又沿原路返回,以v2=54 km/h的速度运动了3 h越过甲地到达丙地.求全程的平均速度和平均速率.答案 10 km/h,方向是由甲地指向丙地 26 km/h返回解析答案知识梳理答案1.v-t图像
以 为纵轴,以 为横轴,建立一个平面直角坐标系,在该坐标系中画出物体的速度随时间的变化关系,该图像就是速度—时间图像(v-t图像),简称 .
2.v-t图像可以直观地反映物体的速度随时间变化的关系.图像上一个点表示某一时刻的速度的大小和方向.
3.匀速直线运动的v-t图像是与t轴平行的直线,图像与t轴所围的面积表示在t时间内的位移.速度时间速度图像四、速度—时间(v-t)图像答案4.变速直线运动的速度随时间改变.图1如图1甲所示,0~t1内物体做 速运动,t1~t2内物体做 速运动;t2~t3内物体做 速运动,整个过程内运动方向没有改变.如图乙所示,0~t1内物体做 速运动,t1~t2内物体做反方向 速运动.
注意:速度时间图像只描述直线运动,它不是物体运动的轨迹.加减加减加典例精析例5 如图2所示,是某质点做直线运动的v-t图像,试回答:解析答案图2(1)AB、BC、CD段质点分别做什么运动?解析 根据题中v-t图像可知在AB段速度随时间不断增加,所以AB段表示质点做加速运动;在BC段速度不随时间而变化,所以BC段表示质点做匀速运动;在CD段速度随时间不断减少,所以CD段表示质点做减速运动.
答案 AB段表示质点做加速运动;BC段表示质点做匀速运动;CD段表示质点做减速运动解析答案(2)质点在4 s末的速度多大?解析 质点在4 s末的速度由题中v-t图像可知是15 m/s.
答案 15 m/s解析答案(3)质点在4~8 s内的位移是多少?解析 4~8 s内质点做匀速直线运动,v-t图像与t轴所围“面积”表示位移即x=vt=15×4 m=60 m.
答案 60 m总结提升返回总结提升速度时间图像只描述直线运动,它不是物体运动的轨迹.返回 对点检测 自查自纠12341.(对速度的理解)(多选)对速度的定义式v= ,以下叙述正确的是(  )
A.速度v与运动的位移Δx成正比,与运动时间Δt成反比
B.速度v的大小与运动的位移Δx和时间Δt都无关
C.速度是标量
D.速度是表示物体运动快慢及方向的物理量解析答案BD12342.(平均速度和瞬时速度)如图3所示是三个质点A、B、C的运动轨迹,三个质点同时从N点出发,同时到达M点.下列说法正确的是(  )
A. 三个质点从N到M的平均速度相同
B. 三个质点到达M点的瞬时速度相同
C. 三个质点从N到M的平均速率相同
D. B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向相同解析答案图31234解析 平均速度等于位移与时间的比值,由于位移与时间都相同,故平均速度相同,故A正确;
平均速率等于路程与时间的比值,由于时间相等,路程不等,故平均速率不相等,故C错误;
三个质点到达M点的瞬时速度方向不同,所以瞬时速度肯定不同,B错误;
B质点不一定做单向直线运动,所以B质点从N到M的平均速度方向与任意时刻的瞬时速度方向不一定相同,D错误.
答案 A12343.(平均速度和平均速率)(多选)小明上午从家门口打车,经过一段时间又乘坐同一出租车回到小区门口.车票如下所示:解析答案则,下列说法正确的是(  )
A.小明全程的平均速度为20 km/h
B.小明全程的平均速度为0
C.小明全程的平均速率为20 km/h
D.小明全程的平均速率为01234答案 BC12344.(对v-t图像的理解)图4是一个物体运动的v-t图像,请回答:
(1)物体是从静止开始运动的吗?
解析 由题图知t=0时v≠0,所以物体具有一定的初始速度,不是从静止开始运动的.解析答案图4答案 见解析解析 速度的大小和方向发生变化,0~t1时间内速度逐渐增大,t1~t2时间内速度大小不变,t2~t3时间内速度逐渐减小,在t3时刻速度为零,在t3时刻以后,速度反向,但大小在逐渐增大.(2)物体速度的大小和方向是否变化?怎样变化?答案 见解析 返回课件22张PPT。4 实验:用打点计时器测量
平均速度第一章 运动的描述1.了解电火花打点计时器的构造及工作原理.
2.学会使用打点计时器.
3.掌握测瞬时速度的方法,会用打出的纸带求瞬时速度.
4.能根据实验数据作出物体的速度—时间图像,并能根据图像分析物体的运动.目标定位栏目索引实验:用打点计时器测量平均速度对点检测 自查自纠实验:用打点计时器测速度一、打点计时器及其原理
1.打点计时器是记录做直线运动物体的 和 的仪器.
2.电火花打点计时器
(1)工作电压: V 电源.
(2)原理:当接通电源、按下脉冲输出开关时,计时器发出的脉冲电流经放电针、墨粉纸盘到纸盘轴,产生火花放电,于是在运动的纸带上就打出一行点迹.答案位置时间220交流3.电磁打点计时器
(1)工作电压: 以下的 电源.
(2)原理:接通交流电源后,在线圈和永久磁铁的作用下, 便振动起来,带动其上的 上下振动.这时,如果纸带运动,振针就通过复写纸在纸带上留下一行点迹.
4.打点周期
打点计时器一般接我国市用交流电,交流电频率为50 Hz,计时器每隔 打一次点.
5.两种计时器误差比较
电火花打点计时器使用中对纸带运动阻力极小,因而系统误差较小.答案6 V交流振片振针0.02 s二、实验步骤图11.如图1所示,将木板固定在铁架台上,把电火花打点计时器安装在倾斜的木板上,把小车与纸带装好,接好电源.
2.接通电源,将小车从斜面上由静止开始释放,纸带上就会打出一系列点迹.
3.关闭电源,取下纸带,以0.1 s为周期标注计数点,如图2所示.图2三、分析与处理实验数据
1.分析纸带上的点迹,从数据可以看出,连续两点间的距离逐渐增大,小车做加速直线运动.答案(n-1)答案图3答案图4四、实验注意事项
1.打点前应使物体停在 (填“靠近”或“远离”)打点计时器处.
2.打点时,应先接通电源,待打点计时器打点稳定后,再拉动纸带.
3.打点之后应立即关闭电源.
4.对纸带进行测量时,不要分段测量各段的位移,正确的做法是一次测量完毕(可先统一测量出各个测量点到起始测量点O之间的距离).读数时应估读到 的下一位.答案靠近毫米5.注意区分:打点周期和计数周期
打点周期是指两个相邻的计时点的时间间隔,即交流电源的周期,一般为0.02 s.
计数周期是指两个相邻的计数点的时间间隔,若相邻两个计数点之间还有(n-1)个计时点,则计数周期为T= s.
例如,若相邻计数点间有4个计时点(或每5个计时点取一个计数点),则计数周期T=5×0.02 s=0.1 s.答案0.02n典例精析例1 当纸带与运动物体连接时,打点计时器在纸带上打出点迹,下列关于纸带上点迹的说法中正确的是(  )
A.点迹记录了物体运动的时间
B.点迹记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移
C.纸带上打的点越密,说明物体运动的越快
D.纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况解析答案解析 从打点计时器的用途出发对选项进行筛选.打点计时器每隔一定的时间打下一个点,因而点迹记录了物体运动的时间,也记录了物体在不同时刻的位置和某段时间内的位移;纸带上点迹的分布情况反映了物体的运动情况,点迹越密运动越慢.
答案 ABD例2 某同学在“用打点计时器测速度”的实验中,用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点.其相邻点间的距离如图5所示,每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.1 s.(本题计算结果均保留3位有效数字)图5(1)在实验中,使用打点计时器操作步骤应先 再 (填“释放纸带”或“接通电源”).解析答案解析 在实验中,使用打点计时器操作步骤应先接通电源,再释放纸带.接通电源  释放纸带(2)每两个计数点间还有 个点没有标出.解析答案4解析答案(3)试根据纸带上各个计数点间的距离,每隔0.1 s测一次速度,计算出打下B、C、D三个点时小车的瞬时速度,并将各个速度值填入下表答案 0.400 0.479 0.560解析答案(4)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在如图6所示的直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线.图6解析 图线如下:答案 见解析返回 对点检测 自查自纠1231.关于打点计时器,下列说法正确的是(  )
A.纸带上打的点越密,说明物体运动得越快
B.电火花计时器使用的是220 V交流电源
C.使用的电源频率越高,打点的时间间隔就越长
D.实验时应先释放小车,后接通打点计时器的电源解析答案B1232.打点计时器所用电源的频率为50 Hz,某次实验中得到一条纸带,用毫米刻度尺测量的情况如图7所示,纸带上A、C间对应的时间为 s,纸带在A、C间的平均速度为 m/s.在A、D间的平均速度为
m/s.二者之间,B点的瞬时速度更接近于 m/s.解析答案图7123解析 由题意知,相邻两点间的时间间隔为0.02 s.
A、C间的距离为14.0 mm=0.014 0 m.
A、C间对应的时间为0.02×2 s=0.04 s.
A、D间的距离为25.5 mm=0.025 5 m.B点的瞬时速度更接近于A、C间的平均速度.答案 0.04 0.35 0.43 0.351233.图8是某物体运动的v-t图像.答案图8物体的初速度为 ,在0~t1内物体做 运动,t1~t2内做 运动,t2~t3内做 运动,物体的速度方向
(填“不变”或“变化”).零 加速 匀速 减速 不变返回课件26张PPT。5 速度变化快慢的描述——加速度第一章 运动的描述1.掌握加速度的概念,能理解v、 、的区别,认识加速度的矢量性.
2.能根据速度和加速度的方向关系判断物体的运动情况.
3.能根据v-t图像分析、计算加速度.目标定位二、加速度对运动的影响三、从v-t图像看加速度栏目索引一、加速度对点检测 自查自纠一、加速度知识梳理1.定义:加速度是 与发生这一变化所用 的比值
2.公式:a= .
3.方向:由 决定.
4.单位:在国际单位制中,加速度的单位是 ,符号是
或 .
5.物理意义:描述物体运动 .答案速度的变化量Δv米每二次方秒时间m/s2m·s-2速度变化的快慢【深度思考】(1)“我国的新型战斗机歼20飞得很快.”“小轿车比公交车起步快.”以上两句话中的“快”的含义各是什么?答案 第一个“快”指战斗机的速度大,运动得较快;第二个“快”指起步时小轿车比公交车的加速度大,即小轿车比公交车速度增加得快.答案(2)速度越大的物体,加速度一定越大吗?速度变化量越大的物体,加速度一定越大吗?答案 加速度等于速度变化量与发生这一变化所用时间的比值.速度越大,可能是匀速直线运动,如“歼20”高速匀速飞行,加速度为零,所以加速度不一定越大;速度变化量很大,由于不知道所用时间长短,所以无法确定物体加速度的大小.答案典例精析例1 关于速度、速度变化量、加速度,说法正确的是(  )
A.物体运动的速度变化量越大,加速度一定越大
B.速度很大的物体,其加速度可能很小,但不能为零
C.某时刻物体速度为零,其加速度可能很大
D.加速度很大时,运动物体的速度一定很大解析答案总结提升解析 根据a= ,物体运动的速度变化量越大,由于时间未知,所以加速度不一定大,A错误;速度很大的物体,其加速度可能很小,飞机飞行的速度很大,加速度却可能为零,B错误;
某时刻物体速度为零,其加速度可能很大,如射击时火药爆炸瞬间,子弹的速度v可以看做零,这时加速度却很大,C正确,D错误.
答案 C总结提升总结提升例2 一物体做速度均匀变化的直线运动,某时刻速度的大小为4 m/s,1 s后速度的大小变为10 m/s,则在这1 s内该物体的(  )
A.速度变化的大小可能小于4 m/s
B.速度变化的大小可能大于10 m/s
C.加速度的大小可能小于4 m/s2
D.加速度的大小可能大于10 m/s2解析答案BD总结提升返回返回总结提升加速度是矢量,它的方向总是与速度变化量Δv的方向一致,但与速度的方向没有必然联系.
(1)在加速直线运动中:v>v0,Δv=v-v0>0,则a>0,与初速度方向相同;
(2)在减速直线运动中:v<v0,Δv=v-v0<0,则a<0,与初速度方向相反.知识梳理二、加速度对运动的影响1.加速度的大小决定物体速度变化的快慢:2.加速度方向与速度方向的关系决定物体是加速还是减速:
(1)加速度a与速度v0同向时,物体做加速运动;
(2)加速度a与速度v0反向时物体做减速运动.例3 根据给出的速度和加速度的正、负,对下列运动性质的判断正确的是(  )
A.v0>0,a<0,物体做加速运动 B.v0<0,a<0,物体做加速运动
C.v0<0,a>0,物体做减速运动 D.v0>0,a>0,物体做加速运动解析 物体运动的速度、加速度的方向是任意规定的,当速度的方向和加速度的方向相同时,做加速运动;方向相反时做减速运动.不能只根据加速度的正、负来判断物体是做加速运动还是做减速运动.正确答案是B、C、D.BCD解析答案针对训练  (多选)物体M的加速度是+3 m/s2,物体P的加速度为
-5 m/s2,下列说法正确的是(  )
A.物体M的加速度比物体P的加速度大
B.物体P的速度变化比物体M的速度变化快
C.物体M的速度一定在增大
D.物体P的速度可能在增大返回解析答案返回解析 加速度是反映速度变化快慢的物理量,加速度大,速度变化快,加速度是矢量,正负表示加速度的方向,物体M的加速度小于物体P的加速度,所以物体P的速度变化快,故A错误,B正确;
判断物体做加速运动还是减速运动,是根据速度的方向与加速度的方向关系进行判断的,由于不知道速度的方向,所以两物体的运动情况无法判断,故C错误,D正确.
答案 BD三、从v-t图象看加速度知识梳理在v-t图像中,比值 描述了直线的倾斜程度,叫做直线的斜率,其值等于物体运动的 .
1.v-t图像的斜率大小表示加速度 .在同一个坐标系中,斜率越大,加速度越 .
2.v-t图像斜率的正负表示加速度的 .答案加速度大小大方向【深度思考】断图1中0~2 s内物体的加速度的变化情况和物体的运动情况.图1答案 0~2 s内加速度不变,恒为2 m/s2,0~1 s内物体沿负方向做减速运动,1~2 s内物体沿正方向做加速运动.答案典例精析例4 如图2所示为某物体做直线运动的v-t图像,试求0~1 s、1~3 s、3~4 s各段时间内加速度的大小和方向,并分析各时间段内的运动性质.图2返回解析答案总结提升答案 见解析总结提升总结提升(1)v-t图像的斜率(直线)或切线的斜率(曲线)表示加速度.v-t图线为倾斜直线时,表示物体的加速度不变,图线为曲线时表示物体的加速度变化.如图3中物体的加速度在减小.图3返回(2)由v-t图像判断速度的变化(如图4所示)图4①在0~t0时间内,v<0,a>0,物体做减速运动;
②在t>t0时间内,v>0,a>0,物体做加速运动.
(3)v-t图像不是物体的运动轨迹,两个v-t图像的交点表示该时刻两物体速度相等. 对点检测 自查自纠1231.(对加速度的理解)“长征三号”运载火箭搭载“嫦娥三号”点火升空时,经过3 s速度达到42 m/s,设火箭上升可看做匀加速运动,则升空时的加速度为 m/s2;再经过 s,速度可以达到70 m/s.解析答案14 21232.(加速度对运动的影响)(多选)雨滴从高空由静止下落,由于受到空气阻力作用,其加速度逐渐减小,直到变为零,在此过程中雨滴的运动情况是(  )
A.速度逐渐减小,加速度为零时,速度最小
B.速度逐渐增大,加速度为零时,速度最大
C.速度的变化率越来越小
D.速度与加速度的方向相反解析答案123解析 雨滴做加速直线运动,加速度方向和速度方向相同,只要加速度不为零,速度就增大,加速度减到零时,雨滴速度最大,之后变为匀速,A、D错,B对;
加速度即为速度的变化率,加速度减小,所以速度的变化率也减小,C对.
答案 BC1233.(v-t图像的应用)如图5所示是一个物体向东运动的速度时间图像.由图像可知在0~10 s内物体的加速度大小是 ,方向 ,物体做 运动;在10~40 s内物体的加速度为 ,物体做 运动;在40~60 s内物体的加速度大小是 ,方向 ,物体做 运动.解析答案图5返回123答案 3 m/s2 向东 加速直线 0 匀速直线
1.5 m/s2 向西 减速直线返回课件23张PPT。6 匀变速直线运动速度与时间的关系第一章 运动的描述1.了解匀变速直线运动的概念,知道匀变速直线运动的v-t图像的特点.
2.理解匀变速直线运动速度—时间图像的意义,会根据图像分析解决问题.
3.掌握匀变速直线运动的速度与时间的关系,会根据速度公式进行相关计算.目标定位二、速度与时间的关系三、匀变速直线运动的v-t图像栏目索引一、对匀变速直线运动的认识对点检测 自查自纠一、对匀变速直线运动的认识知识梳理答案1.匀变速直线运动的特点
(1)速度随时间均匀变化.
(2)加速度a恒定不变;
(3)v-t图像是一条倾斜的直线.
2.分类
(1)匀加速直线运动
速度随着时间均匀增大,加速度a与速度v (填“同向”或“反向”);
(2)匀减速直线运动
速度随着时间均匀减小,加速度a与速度v (填“同向”或“反向”).同向反向典例精析例1 关于匀变速直线运动,下列说法中正确的是(  )
A.匀变速直线运动的加速度是恒定的,不随时间而改变
B.匀变速直线运动的速度—时间图像是一条倾斜的直线
C.速度不断随时间增加的运动,叫做匀加速直线运动
D.匀加速直线运动中,加速度一定为正值解析答案返回解析 匀变速直线运动的加速度是恒定的,大小和方向都不随时间变化,其v-t图像是一条倾斜的直线,A、B均正确;
如果速度随时间均匀增加,那么是匀加速直线运动;如果不是均匀增加,就不是匀加速直线运动,所以C错误;
加速运动中,加速度方向与速度方向相同即可,若v0<0,a<0,也做加速运动,D错误.
答案 AB返回知识梳理二、速度与时间的关系1.关系式:v= .
2.适用条件: 直线运动.
3.矢量性
公式中的v0、v、a均为矢量,应用公式解题时,一般取v0的方向为正方向,若物体做匀加速直线运动,a取 值;若物体做匀减速直线运动,a取 值.
4.特殊情况
(1)当v0=0时,v=at,即v∝t(由静止开始的匀变速直线运动).
(2)当a=0时,v=v0(匀速直线运动).答案v0+at匀变速正负例2 汽车的加速、减速性能是衡量汽车性能的一项重要指标,一辆汽车以54 km/h的速度匀速行驶.
(1)若汽车以1.5 m/s2的加速度加速,求8 s后汽车的速度.解析答案典例精析解析 初速度v0=54 km/h=15 m/s.
由v=v0+at,得v=(15+1.5×8) m/s=27 m/s.答案 27 m/s (2)若汽车以1.5 m/s2的加速度刹车,分别求刹车8 s时和12 s时的速度.解析答案解析 汽车做匀减速运动,a′=-1.5 m/s2.所以刹车8 s时的速度v ′=v0+a′t=(15-1.5×8)m/s=3 m/s.
刹车12 s时的速度为零.
答案 3 m/s 0总结提升总结提升对于刹车问题要考虑实际情况,注意刹车到停止所用时间.若题目给定的时间大于“刹车”时间,则“刹车”时间以后的时间内车是静止的.针对训练 质点在直线上做匀变速直线运动,如图1所示,若在A点时的速度是5 m/s,经过3 s到达B点时的速度是14 m/s,若再经4 s到达C点,则在C点时的速度多大?图1解析答案答案 26 m/s返回三、匀变速直线运动的v-t图像知识梳理1.匀速直线运动的v-t图像
(1)特点:是一条 于时间轴的直线.
(2)获取信息:直接读出 的大小和方向.
如图2所示,A、B两物体的运动方向相 ,且vA vB.答案图2平行速度反<2.匀变速直线运动的v-t图像
(1)特点:是一条 的直线.
(2)斜率:表示 ,斜率的大小表示 的大小,斜率的正负表示 的方向.
(3)截距:纵截距表示 ,横截距表示速度为 的时刻.
(4)交点:表示同一时刻两物体具有相同的 ,如图3所示,直线a做匀加速直线运动,直线b做匀减速直线运动,t1时刻a、b的速度相同.图3答案倾斜加速度加速度加速度初速度零速度典例精析例3 如图4所示是某物体运动的v-t图像,下列说法正确的是(  )
A.该物体的加速度一直不变
B.3 s末物体加速度开始改变
C.0~8 s物体一直做匀减速运动
D.t=0时和t=6 s时物体的速率相等图4解析答案总结提升返回解析 图线斜率不变,加速度就不变,A正确,B错误.物体先做匀减速运动,再做匀加速运动,C错误.t=0时和t=6 s时物体的速率都为30 m/s,D正确.
答案 AD总结提升总结提升只要v-t图像是一条倾斜的直线,其加速度即恒定不变,整个过程是匀变速直线运动,与图像在t轴上方或下方无关.返回 对点检测 自查自纠1231.(对匀变速直线运动的理解)(多选)如图所示的四个图像中,表示物体做匀加速直线运动的图像是(  )解析答案解析 做匀加速直线运动的物体速度随时间均匀增大,其图线远离时间轴,故选A、D.AD451232.(对速度公式的理解)一辆以12 m/s的速度沿平直公路行驶的汽车,因发现前方有险情而紧急刹车,刹车后获得大小为4 m/s2的加速度,汽车刹车后5 s末的速度为(  )
A.8 m/s B.14 m/s
C.0 D.32 m/s解析答案C4 51233.(对速度公式的理解)某机车原来的速度是36 km/h,在一段下坡路上加速度为0.2 m/s2.机车行驶到下坡末端,速度增加到54 km/h,求机车通过这段下坡路所用的时间.解析答案解析 初速度v0=36 km/h=10 m/s,末速度v=54 km/h=15 m/s,加速度a=0.2 m/s2.故机车通过这段下坡路所用的时间为25 s.
答案 25 s4 54.(v-t图像的理解和应用)(多选)如图5所示是某物体做直线运动的v-t图像,由图像可知,下列说法中正确的是(  )
A.物体在0~10 s内做匀速直线运动
B.物体在0~10 s内做匀加速直线运动
C.物体运动的初速度为10 m/s
D.物体在0~10 s内的加速度为2.5 m/s2图5解析答案1234 5解析 由题图知,物体的速度均匀增大,图像的斜率一定,说明该物体做匀加速直线运动,A错误,B正确.
物体运动的初速度即t=0时刻的速度,由题图知初速度为10 m/s,C正确.答案 BC1234 55.(v-t图像的理解和应用)(多选)物体运动的速度图像如图6所示,以下说法正确的是(  )
A.物体在0~2 s做匀加速直线运动
B.物体在0~8 s内一直做匀变速直线运动
C.物体在0~8 s内一直朝一个方向运动
D.物体在0~2 s内和0~4 s内加速度相同图6解析答案返回1234 5返回解析 0~2 s速度和加速度方向均为正方向,图线远离时间轴,做匀加速直线运动,A正确;
全程加速度方向发生了变化,所以不能称为匀变速直线运动,B错误;
物体速度的方向一直为正方向,表明物体一直朝正方向运动,C正确.
物体在0~2 s内和2~4 s内加速度大小相等,方向相反,D错误.1234 5答案 AD课件28张PPT。7 匀变速直线运动位移与时间的关系第一章 运动的描述?目标定位二、用图像表示位移(x-t 图像)栏目索引一、匀变速直线运动的位移与时间的关系对点检测 自查自纠一、匀变速直线运动的位移与时间的关系知识梳理答案1.在匀变速直线运动中(如图1所示):物体的位移等于v-t图线下面
.
图1梯形的面积答案?匀变速正负相同相反v0t?【深度思考】物体做变加速直线运动时,其v-t图像是一条曲线,如图2所示,此时物体的位移是否还对应v-t图像中图线与时间轴所包围的面积?答案 是.推导匀变速直线运动位移时所用的无限分割的思想,同样适用于变加速直线运动,用同样的方法可证明:变加速直线运动中物体的位移也对应v-t图像中图线与时间轴所包围的面积.图2答案典例精析例1 一物体做匀加速直线运动,初速度为v0=5 m/s,加速度为a=
0.5 m/s2,求:
(1)物体在前3 s内的位移;解析答案解析 根据匀变速直线运动的位移公式,前3 s内物体的位移答案 17.25 m (2)物体在第3 s内的位移.解析答案在第3 s内物体的位移x=x3-x2=17.25 m-11 m=6.25 m答案 6.25 m例2 一辆汽车以108 km/h的速度行驶,现因紧急事故急刹车并最终停止运动.已知汽车刹车过程的加速度大小为6 m/s2,则从开始刹车经过7 s汽车通过的距离是多少?解析答案总结提升总结提升总结提升例3 物体由静止开始在水平面上行驶,0~6 s内的加速度随时间变化的图线如图3甲所示.解析答案图3(1)在图乙中画出物体在0~6 s内的vt图线;解析 第1秒内为初速度为0的匀加速直线运动,末速度v1=at=4 m/s,vt图像是倾斜的直线,1~4 s加速度为0,速度不变,为匀速直线运动,4~6 s初速度为第1秒的末速度v1=4 m/s,加速度a′=-2 m/s2,末速度v6
=v1+a′t=0,图像如图所示:答案 见解析图 (2)求在这6 s内物体的位移.解析答案总结提升返回返回总结提升用v-t图像求位移
图线与时间轴所围成的“面积”表示位移.“面积”在时间轴上方表示位移为正,在时间轴下方表示位移为负;通过的路程为时间轴上、下方“面积”绝对值之和.知识梳理二、用图像表示位移(x-t图像)1.以 为横坐标,以 为纵坐标,描述位移随时间变化情况的图像叫位移—时间图像.
2.对x-t图像的理解
(1)斜率:斜率的绝对值表示 的大小;斜率的正负表示 方向.
(2)截距:纵截距表示物体起始 ,横截距表示物体开始运动的 .
(3)交点:交点表示两物体在同一时刻处于同一位置,即 .答案时间位移速度速度时刻相遇位置3.几种常见的位移-时间图像
(1)静止物体的x-t图像是 时间轴的直线,如图4直线a.
(2)匀速直线运动的x-t图像是一条 的直线,如图直线b,斜率表示
速度.
(3)匀变速直线运动的x-t图像是 ,如图曲线c,曲线上某点切线的斜率表示那一时刻的 .答案图4平行于倾斜抛物线速度4.注意:(1)无论是v-t图像还是x-t图像都 物体的运动轨迹(填“是”或“不是”).
(2)v-t图像和x-t图像都只能描述 运动,不能描述 运动(填“直线”或“曲线”).答案不是直线曲线例4 如图5是在同一条直线上运动的A、B两质点的xt图像,由图可知(  )
A.t=0时,A在B后面
B.B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面
C.在0~t1时间内B的运动速度比A大
D.A质点在0~t1做加速运动,之后做匀速运动解析答案典例精析图5技巧点拨返回解析 由图像可知,t=0时,B在A后面,故A错误;
B质点在t2秒末追上A并在此后跑在A的前面,B正确;
在0~t1时间内B的斜率小于A,故B的运动速度比A小,C错误;
A质点在0~t1时间内做匀速运动,之后处于静止状态,故D错误.
答案 B技巧点拨技巧点拨运动图像的应用技巧
(1)确认是哪种图像,v-t图像还是x-t图像.
(2)理解并熟记五个对应关系.
①斜率与加速度或速度对应.
②纵截距与初速度或初始位置对应.
③横截距对应速度或位移为零的时刻.
④交点对应速度或位置相同.
⑤拐点对应运动状态发生改变.返回 对点检测 自查自纠1231.(匀变速直线运动的位移及有关计算)(多选)某质点的位移随时间变化的关系是x=4t+4t2,x与t的单位分别为m和s,下列说法正确的是(  )
A.v0=4 m/s,a=4 m/s2 B.v0=4 m/s,a=8 m/s2
C.2 s内的位移为24 m D.2 s末的速度为24 m/s解析答案4把t=2 s代入公式可得x=24 m,C正确.
由于v=v0+at,即v=4+8t,把t=2 s代入可得v=20 m/s,D错误.BC1232.(匀变速直线运动的位移及有关计算)(多选)某物体运动的v-t图像如图6所示,根据图像可知,该物体(  )解析答案图6412341233.(匀变速直线运动的位移及有关计算)一辆卡车紧急刹车过程加速度的大小是5 m/s2,如果在刚刹车时卡车的速度为10 m/s,求:
(1)刹车开始后1 s内的位移大小;解析答案4123(2)刹车开始后3 s内的位移大小和3 s内的平均速度大小.解析答案44.(位移-时间图像)(多选)甲、乙两物体同时开始做直线运动,它们的位移x与时间t的图像如图7所示,则(  )
A.甲物体做匀加速直线运动,乙物体做曲线运动
B.甲、乙两物体从同一地点出发
C.出发时乙在甲前x0处
D.甲、乙两物体有两次相遇解析答案123图7返回4解析 由于图像是x-t图像,过原点的直线表示物体做匀速直线运动,所以甲做匀速直线运动,A错;
甲从原点出发,乙从x0处出发,故B错,C对;
由图看出,甲、乙有两个交点,故两物体有两次相遇,D是正确的.
答案 CD返回1234课件32张PPT。8 对自由落体运动的研究第一章 运动的描述1.通过实验,了解空气阻力对落体运动的影响,知道自由落体运动的概念.
2.知道物体做自由落体运动的条件,认识自由落体运动的规律.
3.了解伽利略研究自由落体运动所用的实验和推理方法.目标定位 二、伽利略对自由落体运动的研究三、自由落体加速度四、自由落体运动的规律栏目索引一、自由落体运动对点检测 自查自纠一、自由落体运动知识梳理1.对落体运动的认识
(1)古希腊哲学家亚里士多德提出了物体 下落越快的观点.
(2)通过实验说明造成“重快轻慢”的真正原因是:
2.自由落体运动
(1)定义:只在 作用下,物体由 开始下落的运动.
(2)条件:①初速度为零;②只受重力.答案越重空气对物体的阻碍作用.重力静止3.运动特点:初速度为零的 ,是匀变速直线运动的特例.
运动图像:自由落体运动的v-t图像是一条过原点的 直线,斜率
k=g.答案匀加速直线运动倾斜【深度思考】在空气中自由释放的物体的运动都可看做自由落体运动吗?答案 不一定.在空气中自由下落的物体,只有当空气阻力作用比较小,可以忽略时,物体所做的运动才是自由落体运动.答案典例精析例1 关于自由落体运动,下列说法中正确的是(  )
A.不考虑空气阻力的运动是自由落体运动
B.物体做自由落体运动时不受任何外力作用
C.被运动员推出去的铅球的运动是自由落体运动
D.自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动解析答案解析 自由落体运动的特点是初速度为零,仅受重力.不考虑空气阻力的运动不一定是自由落体运动.故A、B错误;
被运动员推出去的铅球具有水平初速度,不满足自由落体运动的条件,C错误;
自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,故D正确.
答案 DD返回总结提升总结提升自由落体运动是一种理想模型.当自由下落的物体所受的空气阻力远小于重力时,物体的运动才可以视为自由落体运动.如空气中石块的下落可以看做自由落体运动,空气中羽毛的下落不能看做自由落体运动.返回知识梳理二、伽利略对自由落体运动的研究1.发现问题:伽利略从 的论断出发,通过逻辑推理,否定了亚里士多德的论断.
2.提出假说:物体下落的过程是一个速度逐渐增大的过程,其速度与时间成 ,即 ;物体下落的距离与时间的平方成正比,即 .
3.间接验证:让小球从阻力很小的斜面上滚下,由静止开始到每个相等的时间间隔末小球运动的距离之比为 ,证明了h∝t2,也证明了v∝t.
4.合理外推:伽利略设想将斜面倾角外推到 时,小球的运动就成为自由落体运动,伽利略认为小球仍会做匀变速直线运动.答案亚里士多德正比h∝t21∶4∶9∶16……90°v∝t【深度思考】伽利略是通过实验验证了自由落体运动是匀加速直线运动吗?答案 不是,伽利略是经过合理外推根据逻辑推理说明了自由落体运动是匀加速直线运动.答案典例精析例2 伽利略为了研究自由落体运动的规律,将落体实验转
化为著名的“斜面实验”,如图1所示,对于这个研究过程,
下列说法正确的是(  )
A.斜面实验“放大”了重力的作用效果,便于测量小球运动的路程
B.斜面实验“减小”了重力的作用效果,便于测量小球运动的时间
C.通过对斜面实验的观察与计算,能直接得到自由落体运动的规律
D.根据斜面实验结论进行合理的外推,得到自由落体运动的规律解析答案图1返回解析 伽利略时代,没有先进的测量手段和工具,为了“冲淡”重力作用,采用斜面实验,其实就是为了使物体下落时间长些,减小实验误差,故A错误,B正确;
根据实验结果,伽利略将实验结论进行合理的外推,得到自由落体运动的规律,并非是主观臆断得出的,是在实验的基础上得出的,故C错误,D正确.
答案 BD返回三、自由落体加速度知识梳理答案2.大小:在同一地点,一切物体的重力加速度都相同,地球上纬度和海拔不同的区域,重力加速度的大小略有不同.计算中通常取g= m/s2,在粗略计算中还可以取g= m/s2.
3.方向:重力加速度的方向 .重力加速度9.810竖直向下4.测量重力加速度的方法
(1)打点计时器法
①利用如图2所示装置,让物体自由下落打出纸带.图2答案【深度思考】自由下落加速度的大小与物体的质量有关吗?同一物体在月球和地球上做自由落体运动时加速度相同吗?答案 无关 不同答案典例精析返回例3 在研究物体仅在重力作用下运动的实验中,打点计时器所用电源的频率为50 Hz,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,每两个测量点之间有4个实际打出的点(未标出),如图3所示,图中所标数据是各测量点到O点的距离(单位:mm),那么物体做________运动,加速度为________.解析答案图3 解析 因为打点周期T′=0.02 s,
所以各测量点之间的时间间隔为T=5×T′=0.1 s.返回知识梳理四、自由落体运动的规律自由落体运动是初速度为 ,加速度为 的匀加速直线运动.答案2.匀变速直线运动的一切推论公式,如平均速度公式、位移差公式、初速度为零的匀变速直线运动的比例式,都适用于自由落体运动.零gt?g 典例精析例4 从悬崖顶自由落下一小石块,测得它在落地前最后1 s内的位移是25 m,若不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)此悬崖距地面的高度H;
(2)小石块落地时的速度大小和空中下落的时间.解析答案解析答案由①②③联立解得:t=3 s,H=45 m
所以小石块落地时的速度大小为:v=gt=30 m/s.
答案 (1)45 m 
(2)30 m/s 3 s例5 小球从靠近竖直砖墙的某位置由静止释放,用频闪方法拍摄的小球位置如图4中1、2、3和4所示.已知连续两次闪光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.由此可知小球(  )图4解析答案返回返回 对点检测 自查自纠12341.(对自由落体运动的理解)(多选)下列关于自由落体运动的说法正确的是(  )
A.物体从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
B.物体只在重力作用下从静止开始下落的运动叫做自由落体运动
C.从静止开始下落的小钢球,因受空气阻力作用,不能看成自由落体运动
D.从静止开始下落的小钢球,所受空气阻力对其运动的影响很小,可以忽
略,可以看成自由落体运动解析答案1234解析 物体做自由落体运动的条件是:(1)初速度为零;(2)除重力之外不受其他力的作用,所以A错误,B正确.
在实际中,物体下落时,当空气阻力远小于重力时,物体的下落才能看做自由落体运动,所以C错误,D正确.
答案 BD12342.(自由落体加速度)关于自由落体运动的加速度g,下列说法中正确的是(  )
A.重的物体的g值大
B.同一地点,轻重物体的g值一样大
C.g值在地球上任何地方都一样大
D.g值在赤道处大于在北极处解析答案1234解析 自由落体加速度又叫做重力加速度.在同一地点,所有物体的重力加速度都是相等的,与物体的质量、运动状态均无关,A错误,B正确;
在不同地点,重力加速度是不同的,两极处大于赤道处,C、D错误.
答案 B12343.(伽利略对自由落体运动的研究)(多选)关于伽利略对自由落体运动的研究,下列说法中正确的是(  )
A.运用逻辑推理否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落
得慢的错误论断
B.提出“自由落体”是一种最简单的直线运动——匀速直线运动
C.通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为90°时物体做自由
落体运动且加速度大小跟物体的质量无关
D.总体思想方法:对现象一般观察→提出猜想→数学推理→实验研究
和逻辑推理相结合解析答案1234解析 运用逻辑推理否定了亚里士多德关于重物体下落得快、轻物体下落得慢的错误论断,故A说法正确;
伽利略提出“自由落体”是一种最简单的直线运动——匀加速直线运动,故B错误;
伽利略在研究物体在无阻力的下落运动(即自由落体运动)时,发现不同质量的铜球沿阻力极小的斜面滚下,铜球下滑的加速度都是相同的.不断增大斜面倾角,结果发现,只是铜球的下滑加速度增大了,而所有铜球的下滑加速度仍是相同的.所以通过斜面上物体的匀加速运动外推出斜面倾角为90°时物体做自由落体运动且加速度大小跟物体的质量无关的结论,故C正确;
伽利略的思想方法是:对现象一般观察→提出猜想→数学推理→实验研究和逻辑推理相结合,故D正确.
答案 ACD1234返回4.(自由落体运动的规律)据预测,2020年前后,中国将走进更强大的太空时代.假设中国宇航员在某行星上从高75 m处自由释放一重物,测得在下落最后1 s内所通过的距离为27 m.求:
(1)重物下落的总时间;
(2)该星球表面的重力加速度.解析答案1234返回课件23张PPT。9 匀变速直线运动规律的应用第一章 运动的描述目标定位2.能推导初速度为零的匀加速直线运动的几个比例式,并能简单应用.二、初速度为零的匀变速直线运动的比例式栏目索引一、匀变速直线运动的速度与位移关系对点检测 自查自纠一、匀变速直线运动的速度与位移关系知识梳理答案v0+at答案匀变速正负2ax典例精析例1 汽车正在以12 m/s的速度在平直的公路上前进,在它的正前方
15 m处有一障碍物,汽车立即刹车做匀减速运动,加速度大小为
6 m/s2,求汽车停止的位置和障碍物之间的距离为多大?解析答案答案 3 m总结提升总结提升运动学问题的一般求解思路
(1)弄清题意,建立一幅物体运动的图景,尽可能地画出草图,并在图中标明一些位置和物理量.
(2)确定研究对象,明确哪些是已知量,哪些是未知量,据公式特点选用恰当公式.
(3)列方程、求解,必要时检查结果是否与实际情况相符合.针对训练 机场跑道长为2 500 m,喷气式飞机以恒定的加速度a=3.5 m/s2加速,当速率达到95 m/s时可升空.假定飞机在到达此速率时因故要停止飞行,则喷气式飞机的制动系统至少要产生多大的加速度?解析 设飞机从开始起飞到达到95 m/s时前进的位移为x1设飞机制动过程的加速度大小为a′,
飞机制动过程中的最大位移x2=2 500 m-1 289.3 m≈1 210.7 m解析答案A解析答案返回知识梳理二、初速度为零的匀变速直线运动的比例式1.初速度为零的匀加速直线运动,按时间等分(设相等的时间间隔为T)
(1)T末、2T末、3T末、…、nT末瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶…∶vn=
(2)T内、2T内、3T内、…、nT内的位移之比
x1∶x2∶x3∶…∶xn=
(3)第一个T内、第二个T内、第三个T内、…、第n个T内位移之比
xⅠ∶xⅡ∶xⅢ∶…∶xn= 答案1∶2∶3∶…∶n12∶22∶32∶…∶n21∶3∶5∶…∶(2n-1)答案注意:(1)以上比例式成立的条件是物体做初速度为零的匀加速直线运动.(2)对于末速度为零的匀减速直线运动,可把它看成逆向的初速度为零的匀加速直线运动,应用比例关系,可使问题简化.典例精析例3 质点从静止开始做匀加速直线运动,在第1个2 s、第2个2 s和第5个2 s内三段位移之比为(  )
A.1∶4∶25 B.2∶8∶7
C.1∶3∶9 D.2∶2∶1解析答案解析 质点做初速度为零的匀加速直线运动,在连续相等的时间间隔内位移之比为1∶3∶5∶7∶……∶(2n-1),所以质点在第1个2 s、第2个2 s和第5个2 s内的三段位移之比为1∶3∶9,因此选C.C例4 如图1所示,在水平面上固定着三个完全相同的木块,一粒子弹以水平速度v射入.若子弹在木块中做匀减速直线运动,当穿透第三个木块时速度恰好为零,则子弹依次穿入每个木块时的速度之比和穿过每个木块所用时间之比分别为(  )图1解析答案返回返回 对点检测 自查自纠12341.(位移-速度公式的理解及应用)2013年岁末中国首艘航母辽宁舰在南海传出“顺利完成作战科目试验”的消息,如图2所示.歼15战机成功起降“辽宁舰”,确立了中国第一代舰载机位置.航空母舰上有帮助飞机起飞的弹射系统,已知歼15战机在跑道上加速时产生的加速度为4.5 m/s2,战斗机滑行100 m时起飞,起飞速度为50 m/s,则航空母舰静止时弹射系统必须使歼15战机具有的初速度为(  )
A.10 m/s B.20 m/s
C.30 m/s D.40 m/s解析答案图251234512342.(位移-速度公式的理解及应用)在交通事故分析中,刹车线的长度是很重要的依据,刹车线是汽车刹车后,停止转动的轮胎在地面上滑动时留下的痕迹.在某次交通事故中,汽车刹车线的长度是14 m,假设汽车刹车时的速度大小为14 m/s,则汽车刹车时的加速度大小为(  )
A.7 m/s2 B.17 m/s2
C.14 m/s2 D.3.5 m/s2解析答案51234512343.(初速度为零的比例式的应用)(多选)对于自由落体运动,下列说法中正确的是(  )
A.在1 s内、2 s内、3 s内的位移大小之比是1∶3∶5
B.在1 s末、2 s末、3 s末的速度大小之比是1∶2∶3
C.在第1 s内、第2 s内、第3 s内的平均速度大小之比是1∶4∶9
D.在相邻两个1 s内的位移之差都是9.8 m解析答案5123451234解析答案D55.(位移—速度公式的理解和应用)小球从空中h=20 m处自由下落,与水平地面碰撞后以碰前速度的60%竖直反弹到某一高度.取g=10 m/s2,不计空气阻力.求
(1)反弹的高度是多少?解析答案答案 7.2 m12345(2)从开始下落到第二次落地,经过多长时间?解析答案答案 4.4 s返回课件21张PPT。习题课(一):匀变速直线运动的规律总结第一章 运动的描述1.进一步熟练掌握匀变速直线运动的基本公式和导出公式及特点,并能熟练应用.
2.能推导初速度为零的匀变速直线运动的几个比例式.目标定位二、平均速度公式的应用三、重要推论Δx=aT2的应用栏目索引一、匀变速直线运动基本公式及应用对点检测 自查自纠一、匀变速直线运动基本公式及应用知识梳理1.两个基本公式vt= 和x= 中包括五个物理量,原则上已知其中三个物理量可以求解另外两个物理量,可以解决所有的匀变速直线运动问题.但要注意公式的矢量性,解题时应先根据规定好的正方向确定好所有矢量的正负值.
2.解决运动学问题的基本思路是:审题→画过程草图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程,必要时进行讨论(比如刹车问题).v0+at答案典例精析例1 一辆汽车以v0=10 m/s的速度在水平路面上匀速运动,刹车2 s后它的速度降为6 m/s.求:
(1)刹车过程中的加速度;将数据代入上式可解得:a=-2 m/s2.答案 -2 m/s2解析答案(2)汽车刹车后经多长时间停下;解析 设汽车停下所需时间为t,由运动学公式v=v0+at,其中v=0,
代入数据得t=5 s.答案 5 s(3)汽车从刹车开始到停下所发生的位移.解析 汽车刹车过程可以看做反向的匀加速直线运动,a′=-a=
2 m/s2,x= a′t2=25 m.答案 25 m解析答案例2 一个物体以v0=8 m/s的初速度沿光滑斜面向上滑,加速度的大小为2 m/s2,冲上最高点之后,又以相同的加速度往回运动.则(  )
A.1 s末的速度大小为6 m/s
B.3 s末的速度为零
C.2 s内的位移大小是12 m
D.5 s内的位移大小是15 m返回解析答案返回知识梳理二、平均速度公式的应用答案图1答案图1典例精析例3 物体从静止开始做匀加速直线运动,3 s内通过的位移是3 m,求:
(1)3 s内物体的平均速度大小.解析答案答案 1 m/s(2)第3 s末的速度大小.解析答案答案 2 m/s返回三、重要推论Δx=aT2的应用知识梳理如图2所示,物体做匀变速直线运动,加速度为a,物体从A至B和从B至C运动的时间都为T.则连续相等时间内的位移之差x2-x1=aT2.图2答案aT2aT22.应用:一是用以判断物体是否做匀变速直线运动;二是用以求加速度.
注意:此推论常在探究物体速度随时间变化规律的实验中根据纸带求物体的加速度.典例精析例4 如图3所示物体做匀加速直线运动,A、B、C、D为其运动轨迹上的四点,测得AB=2 m, BC=3 m,且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为0.2 s,则下列说法正确的是(  )解析答案图3A.物体的加速度为20 m/s2
B.物体的加速度为25 m/s2
C.CD=4 m
D.CD=5 m返回返回 对点检测 自查自纠1231.(匀变速直线运动基本公式的应用)(多选)由静止开始做匀加速直线运动的汽车,第一秒内通过的位移为0.4 m,下列说法中正确的是(  )
A.第1 s末的速度为0.8 m/s
B.加速度为0.8 m/s2
C.第2 s内通过的位移为1.2 m
D.前2 s内通过的位移为1.2 m解析答案ABC1232.(平均速度公式的应用)(多选)汽车从静止开始先做匀加速直线运动,当速度达到8 m/s后立即做匀减速直线运动直至停止,共经历时间10 s,由此可以求出(  )
A.汽车加速运动的时间 B.汽车的平均速度
C.汽车减速运动的距离 D.汽车运动的总距离为40 m解析答案1231233.(导出公式的应用)质点做匀变速直线运动,从某时刻起5 s内位移是20 m,10 s内位移是70 m,求质点的加速度大小和开始计时起5 s末的瞬时速度大小.答案 1.2 m/s2 7 m/s解析答案返回课件24张PPT。习题课(二):追及相遇问题和运动图像的 分析和应用第一章 运动的描述1.会分析简单的追及和相遇问题.
2.理解直线运动的x-t图像和v-t图像.目标定位二、运动图像问题栏目索引一、追及和相遇问题对点检测 自查自纠一、追及和相遇问题知识梳理两物体在同一直线上运动,它们之间的距离发生变化时,可能出现最大距离、最小距离或者是距离为零的情况,这类问题称为追及和相遇问题,讨论追及和相遇问题的实质是两物体能否在同一时刻到达同一位置.
1.要抓住一个条件、两个关系.
(1)一个条件: 相等.这是两物体是否追上(或相撞)、距离最大、距离最小的临界点,是解题的切入点.
(2)两个关系:时间关系和位移关系.通过画示意图找出两物体位移之间的数量关系,是解题的突破口.速度答案答案2.常用方法
(1)物理分析法
抓住“两物体能否同时到达空间某位置”这一关键,认真审题,挖掘题中的隐含条件,建立物体运动关系的图景,并画出运动情况示意图,找出位移关系.
(2)图像法:将两者的 图像在同一坐标系中画出,然后利用图像求解.
(3)数学极值法:设从开始至相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ 0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ 0,说明刚好追上或相遇.若Δ 0,说明追不上或不能相碰(填“>”、“=”或“<”).v-t> = <典例精析例1 一辆汽车以3 m/s2的加速度开始启动的瞬间,另一辆以6 m/s的速度做匀速直线运动的自行车恰好从汽车的旁边通过.
(1)汽车一定能追上自行车吗?若能追上,汽车经多长时间追上?追上时汽车的瞬时速度多大?解析答案答案 见解析(2)汽车追上自行车前多长时间与自行车相距最远?最远距离是多大?解析答案解析 开始阶段,v汽v自,两者距离又逐渐减小.所以当v汽=v自时,两者距离最大.
设经过时间t1,汽车速度等于自行车速度,则
at1=v自
代入数据解得t1=2 s
此时x自′=v自t1=6×2 m=12 m最大距离Δx=x自′-x汽′=6 m.答案 见解析针对训练1 已知A、B两列火车,在同一轨道上同向行驶,A车在前,其速度v1=10 m/s,B车在后,速度v2=30 m/s,B车在距A车x0=75 m时才发现前方有A车,这时B车立即刹车,但B车要经过x=180 m才能停下来.
(1)B车刹车时A仍按原速率行驶,两车是否会相撞?解析答案B车在开始刹车后t时刻的速度为vB=v2-aBt设t时刻两车速度相等,vB=v1
解得:t=8 s
将t=8 s代入得xB=160 m,xA=80 m
因xB> xA+x0=155 m
故两车会相撞.答案 两车会相撞(2)若相撞,求B车从开始刹车到两车相撞用多少时间?若不相撞,求两车的最小距离.解析答案解析 设B车从开始刹车到两车相撞所用时间为t,则满足xB=xA+x0
代入数据解得:t1=6 s,t2=10 s(不符合题意)
故B车从开始刹车到两车相撞用时6 s.
答案 6 s返回知识梳理二、运动图像问题                  答案在运动学中,图像主要是指x-t图像和v-t图像.
1.x-t图像:图像上某点或切线的斜率表示该时刻物体的 ,图像上一个点对应物体某一时刻的位置.
2.v-t图像:图像上某点或切线的斜率表示该时刻物体的 ,图像上一个点对应物体某一时刻的速度;某段时间,图线与时间轴围成图形的面积值表示该段时间内物体通过的 的大小.
3.形状一样的图线,在不同图像中所表示的物理意义不同,因此在应用时要特别注意看清楚图像的纵、横轴所描述的是什么物理量. 速度加速度位移典例精析例2 如图1所示,表示一质点在6 s内的x-t图像,试据此分析质点的运动情况并画出它的v-t图像.解析答案图1解析 x-t图像上直线的斜率表示速度,所以答案 见解析针对训练2 若将图1中的纵坐标由“x”改为“v”,即如图2所示.图2(1)试分析各段的运动情况;解析答案答案 见解析解析答案(2)画出它的a-t图.解析 a-t图如图所示答案 见解析针对训练3 (多选)在如图3所示的位移—时间(x-t)图像和速度—时间(v-t)图像中,给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况,则下列说法正确的是(  )图3A.t1时刻,乙车追上甲车
B.0~t1时间内,甲、乙两车的平均速度相等
C.丙、丁两车在t2时刻相遇
D.0~t2时间内,丙、丁两车的平均速度相等解析答案返回解析 它们由同一地点向同一方向运动,在t1时刻前,甲的位移大于乙的位移,在t1时刻甲、乙位移相等,则A正确;由v-t图像与时间轴围成的面积表示位移可知:丙、丁两车在t2时刻对应
v-t图线的面积不相等,即位移不相等,C错误;返回0~t2时间内,丁的位移大于丙的位移,时间相等,平均速度等于位移除以时间,所以丁的平均速度大于丙的平均速度,故D错误.
答案 AB 对点检测 自查自纠1231.(追及和相遇问题)当交叉路口的绿灯亮时,一辆客车以a=2 m/s2 的加速度由静止启动,在同一时刻,一辆货车以10 m/s的恒定速度从客车旁边同向驶过(不计车长),则:
(1)客车追上货车时离路口多远?解析答案123(2)在客车追上货车前,两车的最大距离是多少?解析答案1232.(运动图像问题)(多选)我国“蛟龙号”深潜器经过多次试验,终于在2012年6月24日以7 020 m深度创下世界最新纪录(国外最深不超过6 500 m),这预示着它可以征服全球99.8%的海底世界.在某次实验中,深潜器内的显示屏上显示出的深度曲线如图4(a)所示、速度图像如图(b)所示,则下列说法中正确的是(  )
A.图中h3是本次实验下潜的最大深度
B.本次实验中深潜器的最大加速度是0.025 m/s2
C.在3~4 min和6~8 min的时间段内深潜器具有向上的加速度
D.在6~10 min时间段内深潜器的平均速度为0解析答案图4123解析答案1231233.(运动图像问题)(多选)甲、乙两物体在同一条直线上运动,初位置相同,它们的v-t图像如图5所示,关于该v-t图像,下列说法正确的是(  )解析答案返回图5A.在0~2 s内,甲物体的平均速度是2 m/s
B.在t=4 s时,甲和乙相遇,且此时乙的位移是8 m
C.在2~6 s内,甲和乙的位移相同
D.若乙的加速度保持不变,则一定能追上甲,在t=4 s
时,它们之间的距离为乙追上甲前的最大距离解析 在0~2 s内,甲物体做变加速运动,平均速度大于2 m/s,A错误;
t=4 s时,甲和乙速度相等,甲的位移大于乙的位移,不能相遇,B错误;
在2~6 s内,甲和乙的位移均为16 m,C正确;
2 s后甲做匀速运动,乙做匀加速运动,一定能追上甲,t=4 s时,它们的速度相等,相距最远,D正确;故选C、D.
答案 CD返回课件25张PPT。1 力第二章 力1.知道力的概念及矢量性,会作力的图示.
2.知道力的作用效果,知道力的名称可按力的性质和力的作用效果来命名.目标定位二、力的单位、图示和分类栏目索引一、力的概念对点检测 自查自纠一、力的概念知识梳理1.定义:力是物体与物体之间的一种 .
2.作用效果:力能使物体的 或体积和 发生变化.
3.三要素:力的 、 和 称为力的三要素.只要有一个要素不同,力的 就不同.答案相互作用运动状态形状大小方向作用点作用效果典例精析例1 下列说法正确的是(  )
A.每个力都必有施力物体和受力物体
B.网球运动员用球拍击球,对网球施力的物体是运动员
C.两个力的大小都是5 N,则这两个力一定相同
D.施力物体同时也是受力物体,受力物体同时也是施力物体解析答案总结提升解析 力是物体对物体的相互作用,具有物质性,一个力既有施力物体也有受力物体,A正确;
网球运动员用球拍击球,施力物体是球拍,受力物体是网球,B错误;
力是矢量,比较两个力是否相同,除了要比较其大小之外,还要比较其方向,C错误;
力具有相互性,一个物体在受力的同时也对另一个物体施加了力的作用,所以同时也是施力物体,D正确.
答案 AD总结提升总结提升力的三性
(1)物质性:力是物体对物体的相互作用,没有脱离物体而独立存在的力.一个力同时具有受力物体和施力物体.
(2)相互性:物体之间力的作用是相互的.力总是成对出现,施力物体同时又是受力物体,受力物体同时又是施力物体.,(3)矢量性:力不仅有大小,而且有方向,是矢量.返回针对训练1 关于力的说法,正确的是(  )
A.只有在物体相互接触时才存在力
B.甲打了乙一拳,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用
C.任何一个物体,一定既是受力物体也是施力物体
D.用手抛出的石块在向前飞行的过程中,始终受到向前的力来维持它
向前运动解析答案总结提升解析 相互作用的物体可以直接接触,也可以不接触.如同名磁极之间相距一定距离时,也是相互排斥的,即不接触的物体之间同样存在力的作用,故A错;
物体之间的作用总是相互的,甲推乙的同时乙也推甲,故B错;
由于自然界中的物体都是相互联系的,找不到一个孤立的、不受其他物体作用力的物体,故每一个物体一定既是受力物体,也是施力物体,C正确;
抛出的石块受到重力和空气阻力,并没有受到向前的动力来维持它运动,它只是由于惯性继续向前运动,故D错.
答案 C总结提升返回总结提升(1)物体之间发生相互作用时并不一定相互接触.
(2)力直接产生于施力物体和受力物体之间,不需要靠第三个物体传递.知识梳理二、力的单位、图示和分类1.力的大小可以用 来测量,在国际单位制中,力的单位是
,简称牛,符号为 .
2.力的矢量性:力是矢量,既有大小又有 .
3.力的图示:用一条带箭头的线段(有向线段)来表示力的三要素.
(1)线段的长短(严格按标度画)表示力的 ;
(2)箭头指向表示力的 ;
(3)箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把一个物体用一个点表示).答案测力计牛顿N方向大小方向答案4.力的图示:用一带箭头的有向线段表示力,线段是按一定的比例( )画出的,它的 表示力的大小,它的指向表示 ,箭头(箭尾)表示力的 .
5.力的分类
(1)按接触情况分类:非接触力,如 ;接触力:如弹力、 .
(2)根据力的 分类:常见的有拉力、压力、支持力、动力、阻力等.标度长短力的方向作用点摩擦力重力作用效果【深度思考】如图1所示是足球撞击球网的瞬间.
(1)足球撞击球网时对球网产生了巨大的冲击力,
球网对足球有没有作用力?若有,该力分别对
球网和足球产生了什么样的作用效果?答案图1答案 有.使球网发生形变,改变足球的运动状态.(2)若足球对球网的作用点为图中的A点,且作用力方向水平向右,大小为50 N,请在图中画出该力的图示.答案 如图所示.典例精析例2 如图2所示,一物体A受到一个大小为10 N的拉力作用,该拉力方向与水平方向成30°角斜向上,画出这个拉力的图示.解析答案图2总结提升解析 题图仅是拉力的示意图,而不是拉力的图示,画力的图示时,应按以下步骤进行:
(1)选定标度,本题我们可以选取1 cm长的线段表示5 N的力.
(2)沿力的方向并且从力的作用点开始,按比例画出两段线段,下图中有向线段的长度为2 cm.     (a)        (b)(3)在线段末端标出箭头,如图(a)所示.为了简便,还可以将受力物体用一个点来代替,将力画成如图(b)所示的形式.答案 见解析图总结提升总结提升(1)标度的选取应根据力的大小合理设计.一般情况下,线段应取2~5个整数段标度的长度;
(2)画同一物体受到的不同力时要用同一标度.针对训练2 图3中表示的是小车所受外力F的图示,所选标度都相同,则对于小车的运动,作用效果相同的是(  )图3A.F1和F2 B.F1和F4
C.F1和F3、F4 D.都不相同解析答案返回解析 判断作用效果是否相同,应从力的三要素,即大小、方向和作用点去考虑,三要素相同则作用效果相同,而力沿其作用线平移时作用效果不变,B正确.
答案 B返回 对点检测 自查自纠12341.(对力的概念的理解)(多选)关于力的概念,下列说法正确的是(  )
A.没有相互接触的物体间也可能有力的作用
B.力不能离开物体而存在
C.施力物体施力在前,受力物体受力在后
D.有的物体只是施力物体,而不是受力物体解析答案1234解析 力是物体对物体的相互作用,没有相互接触的物体间也可能有力的作用,比如磁场力、重力,故A、B正确;
力的作用是相互的,施力物体和受力物体受到的力是同时产生的,没有前后之分,施力物体同时也是受力物体,C、D错误.
答案 AB12342.(对力的概念的理解)关于力的下列说法中正确的是(  )
A.一个物体就可以产生力的作用
B.力的作用效果的因素只跟力的大小有关,一个力只产生一个作用效果
C.力既有大小、又有方向,力是矢量
D.力的大小可以用天平测量解析答案1234解析 力是物体之间的相互作用,所以一个物体不能产生力的作用.故A错误;
力的作用效果与力的大小、作用点以及方向有关.故B错误;
力是矢量,既有大小、又有方向.故C正确;
力是用测力计(或弹簧秤)测量,天平测量的是质量,D错误.
答案 C12343.(力的表示方法)用力的图示法画出图4中60 N的力竖直向上提着一个物体.解析答案图4解析 (1)选1 cm长的线段表示20 N的力;(2)从作用点画一条3 cm长的线段;(3)在线段上加上箭头表示力的方向.如图所示.答案 见解析图1234返回4.(力的表示方法)如图5所示为两个力的图示,则以下说法中正确的是(  )解析答案图5A.F1=F2,是因为表示两个力的线段一样长
B.F1>F2,是因为表示F1的标度大
C.F1<F2,是因为F1具有两个标度长,而F2具有三个标度长
D.无法比较,是因为两图示没有标明一个标准长度代表的力的大小1234返回解析 力的图示中,只有标度标出力的大小,表示力的线段的长度才能有意义.本题中的标度未标出力的大小,所以无法比较F1与F2的大小,D正确.答案 D课件24张PPT。2 重力第二章 力1.知道重力是由于物体受到地球的吸引而产生的.
2.知道重力的大小和方向.会用公式G=mg(g=9.8 m/s2)计算重力.
3.知道重心的概念以及均匀物体重心的位置.目标定位二、重心及重力影响着我们的世界栏目索引一、重力对点检测 自查自纠一、重力知识梳理1.定义:由于地球的 而使物体受到的力.
2.方向:总是 .
3.大小:物体的重力大小简称为物重,跟其 成正比,即G= ,G、m、g单位分别为: 、 、 .
(1)同一地点,重力的大小与质量成正比,不同地点因g值不同而不同.
(2)在不同地点,同一物体的重力随纬度的增加而增大;随海拔的增加而减小.答案吸引竖直向下质量mgNkgm/s2答案4.测量:重力的大小可以用 测量.
注意:(1)重力的施力物体是地球,地球周围的物体都受重力作用.
(2)重力的方向竖直向下,不能理解成垂直于地面向下.弹簧测力计【深度思考】(1)重力就是地球对物体的吸引力吗?答案 不是.受地球自转的微小影响,物体所受的重力与地球对它的引力稍有不同.答案(2)物体运动越快所受的重力越大吗?答案 不是.重力的大小G=mg与物体的运动快慢无关.典例精析例1 一个物体所受重力在下列哪些情况下要发生变化(  )
A.把物体从赤道拿到南极
B.把物体放到加速上升的电梯里
C.把物体放到水里
D.用一个气球使物体悬浮在屋子内解析答案总结提升解析 重力加速度随着纬度的升高而增大,所以把物体从赤道拿到南极,其重力变大,故A正确;
重力加速度与物体的运动状态无关,在电梯或是水中或是用气球悬浮,重力加速度都没变,重力G=mg,即重力没有变化.
答案 A总结提升总结提升同一物体的重力与纬度、海拔有关,与物体的运动状态、是否受其他力无关.返回针对训练1 下列说法正确的是(  )
A.自由下落的石块速度越来越大,说明石块所受重力越来越大
B.在空中飞行的物体不受重力作用
C.一抛出的石块轨迹是曲线,说明石块所受的重力方向始终在改变
D.将一石块竖直向上抛出,在先上升后下降的整个过程中,石块所受
重力的大小与方向都不变解析答案解析 在地球上的同一位置,同一物体的重力为一定值,故A错;
只要在地球上,物体所受重力就不为零,故B错;
重力的方向始终竖直向下,与物体运动状态无关,故C错.答案 D返回知识梳理二、重心及重力影响着我们的世界1.重心
(1)定义:由于地球吸引,物体各部分都会受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分所受的重力作用 ,这一点叫做物体的重心.
(2)重心的位置:
①与物体的 有关.
②与物体内 的分布有关.
③形状规则、质量分布均匀的物体,重心在其 上.答案集中于一点形状质量几何中心答案2.重力影响着我们的世界
(1)地球上任何物体的运动和变化受到重力的制约.
(2)地球上的山、树的高度由于 受到一定限制.
(3)人和其他动物的身高,由于重力的作用不会变成巨人,否则会变得不成比例的粗大、笨重.重力【深度思考】物体的重心一定在物体上吗?答案答案 不一定,物体的重心与物体的质量分布和形状有关,重心可能在物体上,也可能不在物体上.比如实心铅球重心在球心,篮球重心也在球心,可是一个在物体上一个不在物体上.典例精析例2 下列关于重心的说法中正确的是(  )
A.任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B.用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
C.任何物体的重心都在物体内,不可能在物体外
D.重心的位置与物体的形状和物体的质量分布有关解析答案总结提升解析 重心的位置与物体的形状和质量分布有关,只有形状规则、质量分布均匀的物体的重心才在物体的几何中心,A错误,D正确;
用一条绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态时,物体的重力与绳子的拉力平衡,由二力平衡的知识可知,物体的重心一定在绳子的延长线上,B错误;
重心是物体各部分所受重力的等效作用点,可以在物体上也可以在物体外,C错误.
答案 D总结提升总结提升(1)重力的方向总是竖直向下,竖直向下是指与水平面垂直向下,但是并不等同于垂直于支持面向下,也不等同于指向地心.
(2)重心是物体各部分所受重力的等效作用点,并不是只有物体的重心才受到重力作用.
重心的位置可以在物体上,也可以在物体外.一个实心铅球的重心在物体上,一个篮球的重心就不在物体上.针对训练2 (多选)下列关于重心的说法正确的是(  )
A.重心位置随质量分布的变化而变化
B.物体的重心可能在物体上也可能在物体外
C.形状规则的物体的重心一定在几何中心上
D.如果从质量分布均匀圆盘的中心挖去一块,圆盘就没有重心了解析答案返回解析 重心的位置是由物体的形状和质量分布共同决定的,质量分布发生变化,重心位置也随之变化,所以A正确,C错误;
均匀圆盘的中心挖去一块,剩余部分仍然有重力,有重心,只不过重心可能不在物体上了,所以B正确,D错误.AB 对点检测 自查自纠12341.(对重力的理解)(多选)如果重力消失了,将会发生的情况是(  )
A.天不会下雨
B.一切物体的质量都没有了
C.用天平仍然可以测出物体的质量
D.河水不会流动解析答案1234解析 下雨、河水流动都是由于物体受到重力作用而引起的,如果重力消失,这些自然现象都不会发生,故A、D正确;
质量是物体本身的固有属性,与重力是否消失无关,故B错;
如果重力消失,放在天平托盘上的物体对托盘无压力,所以天平也就无法测量物体的质量了,故C错.
答案 AD12342.(对重力的理解)(多选)关于重力的大小和方向,下列说法中正确的是(  )
A.对某一物体而言,其重力的大小总是一个恒量,不因物体从赤道移到
南极而变化
B.物体受到的重力的大小和方向与物体的运动状态无关
C.物体所受重力的方向一定竖直向下
D.重心是理想化的物理模型答案BCD12343.(对重心的理解)(多选)关于物体的重心,下列说法正确的是(  )
A.物体的重心一定在物体上
B.用线竖直悬挂的物体静止时,线的方向一定通过重心
C.一砖块平放、侧放或立放时,其重心在砖内的位置不变
D.舞蹈演员在做各种优美的动作时,其重心在体内位置不变解析答案解析 物体的重心是重力的等效作用点,不一定在物体上,所以A错误;
悬挂法确定物体重心时,线的方向一定通过重心,因此B正确;
物体的重心与质量分布和形状有关,当质量分布不变、形状不变时,其重心不变,而形状改变时重心位置也改变,所以C正确,D错误.BC1234返回4.(对重心的理解)如图1所示,一个被吊着的均匀球壳,其内部注满了水,在球的底部有一带阀门的细出水口.在打开阀门让水慢慢流出的过程中,球壳与其中的水的共同重心将会(  )
A.一直下降
B.一直不变
C.先下降后上升
D.先上升后下降解析答案图11234返回解析 在注满水时,球壳和水的共同重心在球心位置,随着水的流出,球壳的重心不变,但水的重心下降,二者共同的重心在下降,当水流完时,重心又回到球心位置,故C正确.
答案 C课件29张PPT。3 弹力第二章 力1.知道形变的概念,并会区分某种形变是弹性形变还是非弹性形变.
2.知道弹力的定义及产生的条件,会判断两个物体间是否存在弹力,并会判断弹力的方向.
3.掌握胡克定律并能用此定律解决有关问题.目标定位二、几种弹力及方向三、胡克定律栏目索引一、物体的形变和弹力对点检测 自查自纠一、物体的形变和弹力知识梳理1.物体的形变
(1)形变:物体 或 的变化叫做形变.
(2)弹性形变:撤去外力作用后物体能 的形变,称为弹性形变.
(3)范性形变:撤去外力作用后物体的形变或多或少仍有保留而 的形变称为范性形变.
(4)弹性限度:如果外力过大,超出一定的限度,撤去外力后,物体就不能 ,这个限度叫做弹性限度.答案形状体积恢复原状不能复原恢复原状2.弹力
(1)定义:发生 的物体由于要恢复原状,对与它 的物体产生的力的作用称为弹力.
(2)产生条件:①两个物体直接接触;②发生弹性形变.(3)方向:弹力的方向总是与引起形变的作用力的方向 .
注意:任何物体受力后都会发生形变,只是有的物体的形变较为明显,有的物体的形变不明显,用特殊的办法才能观察到.如图1甲所示,柔软的弹簧受力后发生明显的形变;桌面受到压力后会向下弯曲,但是肉眼不能直接观察到,用图乙的方法可观察到桌面的形变.(其中M、N是两块平面镜)答案图1弹性形变接触相反【深度思考】只要两物体接触且发生形变,就一定有弹力吗?答案 不一定.只有直接接触且发生弹性形变的两物体间才有弹力.答案典例精析例1 下列关于弹力的说法正确的是(  )
A.两物体之间有弹力时,两物体必定直接接触
B.两物体直接接触时,两物体之间必有弹力
C.只要物体发生形变就一定有弹力
D.在相互接触且发生弹性形变的物体间才产生弹力解析 弹力产生的条件是两物体直接接触且发生弹性形变.所以A、D正确,B、C错误.AD解析答案返回知识梳理二、几种弹力及方向弹力的方向与施力物体形变方向 (填“相同”或“相反”),作用在迫使物体发生形变的那个物体上,几种常见情况如下:
1.弹力常表现为 、 、 .
2.支撑面间的弹力
(1)支持力:由于 发生形变,对被支撑的物体产生的弹力.
方向:垂直于物体的 ,指向 .
(2)压力:由于 发生形变,对支撑物产生的弹力.答案相反拉力压力支持力支持面接触面被支持的物体被支撑物(3)压力、支持力的方向:总是 于接触面,若接触面是曲面,则垂直于接触面的 ;若接触面是球面,弹力方向的延长线或反向延长线过 ,如图2所示.图23.绳的弹力:
产生:由于绳子被拉长而对被拉物体产生的弹力,通常叫拉力.
方向:沿绳指向绳 的方向. 答案垂直切线球心收缩【深度思考】放在水平桌面上的书与桌面相互挤压,书对桌面产生的弹力F1竖直向下,常称做压力.桌面对书产生的弹力F2竖直向上,常称做支持力,如图3所示.图3答案(1)F1与F2分别是哪个物体发生形变产生的?(2)书对桌面的压力F1就是书的重力吗?答案 书;桌面.答案 不是.二力的施力物体不同.力的性质也不同.典例精析例2 跳水运动员起跳前,静止站立在跳板的最外端,则(  )
A.运动员对跳板的压力方向竖直向下
B.运动员对跳板的压力是由于跳板发生形变而产生的
C.跳板对运动员的支持力是由于跳板发生形变而产生的
D.跳板对运动员的作用力就是她的重力解析答案解析 运动员对跳板的压力方向垂直于跳板向下,故A错误;
弹力是由施力物体发生形变而产生的,跳水运动员受到弹力就是由于跳板发生了形变,运动员对跳板的压力是由于运动员的脚发生形变而产生的压力,故B错误,C正确;
根据平衡条件可知,跳板对运动员的作用力大小等于运动员的重力大小,故D错误.
答案 C例3 在如图4所示的各图中画出物体P受到的各接触点或接触面对它的弹力的示意图,各图中物体P均处于静止状态.解析答案图4返回解析 甲中属于绳的拉力,应沿绳指向绳收缩的方向,因此弹力方向沿绳向上;
乙中P与斜面的接触面为平面,P受到的支持力垂直于斜面向上;
丙中A、B两点都是球面与平面相接触,弹力应垂直于平面,且必过球心,所以A点弹力方向水平向右,B点弹力方向垂直于斜面向左上方,且都过球心;
丁中A点属于点与球面相接触,弹力应垂直于球面的切面斜向上,且必过球心O,B点属于点与杆相接触,弹力应垂直于杆向上.解析答案它们所受弹力的示意图如图所示.答案 见解析图返回三、胡克定律知识梳理1.内容:在弹性限度内,弹力和弹簧形变大小(伸长或缩短的量)成 (填“正比”或“反比”).
2.表达式:F=kx.
k为弹簧的劲度系数,它取决于弹簧本身的结构(材料、匝数、直径),与弹力F的大小和伸长量x (填“有关”或“无关”).答案正比无关【深度思考】对于同一根弹簧,被拉得越长,弹簧的弹力就越大,那么弹簧的弹力大小是否与其长度成正比?答案 不是.弹簧的弹力在弹性限度内与形变量成正比,不是与长度成正比.答案典例精析返回例4 竖直悬挂的弹簧下端挂一重为4 N的物体时弹簧长度为12 cm;挂一重为6 N的物体时弹簧长度为13 cm.弹簧始终在弹性限度内,则弹簧原长为多少?劲度系数为多少?解析答案总结提升解析 弹簧下端悬挂物体时弹簧要伸长,由胡克定律知:弹簧的拉力与弹簧伸长量成正比,即F=kx,其中k为劲
度系数,x为弹簧伸长量,x在数值上等于弹簧伸长后总长度l减去弹簧原长l0,即x=l-l0.改变悬挂物体的重力,伸长量变化,这样可以列出两个方程,通过方程组可求出弹簧原长和劲度系数.
设弹簧的原长为l0,劲度系数为k,设挂G1=4 N的物体时弹簧的长度为l1,挂G2=6 N的物体时弹簧的长度为l2,则l1=0.12 m,l2=0.13 m,由胡克定律得:解析答案总结提升G1=k(l1-l0)
G2=k(l2-l0)
代入数据解得:
l0=0.10 m,k=200 N/m
即弹簧原长为10 cm,
劲度系数为200 N/m.
答案 10 cm 200 N/m总结提升总结提升返回(1)胡克定律的成立条件:在弹性限度内.
(2)由F=kx可知,弹簧上弹力的变化量ΔF与形变量的变化量Δx也成正比,即ΔF=kΔx.
(3)当弹簧伸长时,x=弹簧长度l-弹簧原长l0;当弹簧压缩时,x=弹簧原长l0-弹簧长度l. 对点检测 自查自纠12341.(对弹力的理解)足球运动是目前全球体育界最具影响力的项目之一,深受青少年喜爱.如图5所示为三种与足球有关的情景.下列说法正确的是(  )解析答案图5A.甲图中,静止在草地上的足球受到的弹力就是它的重力
B.乙图中,静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触而受到相互作用的
弹力
C.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于足球发生了形变
D.丙图中,落在球网中的足球受到弹力是由于球网发生了形变1234解析 静止在草地上的足球受到的弹力,与重力相平衡,但不是它的重力,故A错误;
静止在光滑水平地面上的两个足球由于接触,但由于没有弹性形变,所以没有受到相互作用的弹力,B错误;
足球撞到网上,球网被撑开,由于球网的形变,而使球受到了弹力,故C错误,D正确.
答案 D12342.(几种弹力及方向)在图6中画出物体A所受弹力的示意图.答案图6答案 如图所示1234解析答案1234解析 根据胡克定律有:F1=k(l0-l1),12344.(胡克定律)由实验测得某弹簧弹力F和弹簧的长度L的关系图像如图7所示,求:解析答案图7(1)该弹簧的原长为多少?解析 解法一:弹簧不产生弹力时的长度等于原长,由题图可知该弹簧的原长为L0=15 cm.
答案 15 cm (2)该弹簧的劲度系数为多少?解法二:根据胡克定律得F=k(L-L0),代入图像中的两点(0.25,50)和(0.05,-50).
可得50=k(0.25-L0)
-50=k(0.05-L0)
解得L0=0.15 m=15 cm,k=500 N/m.
答案 500 N/m解析答案返回课件28张PPT。4 实验:探究弹力与弹簧伸长 的关系第二章 力1.探究弹力与弹簧伸长之间的关系.
2.学会利用列表法、图像法、函数法处理实验数据.
3.能根据F-x、F-l图像求出弹簧的劲度系数.目标定位栏目索引实验:探究弹力与弹簧伸长的关系对点检测 自查自纠实验:探究弹力与弹簧伸长的关系一、实验原理
1.如图1所示,在弹簧下端悬挂钩码时弹簧会伸长,平衡时弹簧产生的弹力与所挂钩码受到的重力 .弹簧的原长与挂上钩码后弹簧的长度可以用 测出,其伸长量x可以用弹簧的长度减去 来求得.答案图1大小相等原长刻度尺2.建立直角坐标系,以纵坐标表示弹力大小F,以横坐标表示弹簧的伸长量x,在坐标系中描出实验所测得的各组(x,F)对应的点,用 连接起来,根据实验所得的图线,就可探知弹力大小与弹簧伸长量之间的关系.
二、实验器材
、钩码(一盒)、 、铁架台、坐标纸.答案平滑的曲线轻弹簧刻度尺三、实验步骤
1.将弹簧的一端挂在铁架台上,让其自然下垂,用 测出弹簧自然伸长状态时的长度l0,即原长.
2.如图2所示,在弹簧下端挂质量为m1的钩码,测出此时弹簧的长度l1,记录m1和l1.答案图2刻度尺3.改变所挂钩码的质量,重复步骤2,记录m2、m3、m4、m5、……和相应的弹簧长度l2、l3、l4、l5、…….
4.计算出每次弹簧的伸长量x(x= )和弹簧受到的拉力F(F=mg),并将数据填入表格.答案l-l0四、数据处理
1.建立直角坐标系,以F为纵轴,x为横轴,根据测量数据用描点法作图.连接各点得出F随x变化的图线.
2.以弹簧的伸长量为自变量,写出弹力和弹簧伸长量之间的函数关系.首先尝试一次函数,如果不行则考虑二次函数.
3.得出弹力和弹簧伸长量之间的定量关系,解释函数表达式中常数的物理意义.五、误差分析
1.读数和作图时会带来偶然误差.为了减小偶然误差,要尽量 测几组数据.
2.弹簧竖直悬挂时,未考虑弹簧自身重力的影响会带来系统误差.为了减小该系统误差,实验中应使用 弹簧.答案多轻质六、注意事项
1.实验中弹簧下端挂的钩码不要太多,以免超出弹簧的 .
2.测量长度时,应区别弹簧原长l0、实际长度l及伸长量x三者之间的不同,明确三者之间的关系.
3.记录数据时要注意弹力及伸长量的对应关系及单位.
4.描点作图时,应使尽量 的点落在画出的线上,可允许少数点分布于线两侧,描出的线不应是折线,而应是 的曲线或直线.答案弹性限度多平滑典例精析例1 (1)在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,以下说法正确的是(  )
A.弹簧被拉伸时,不能超出它的弹性限度
B.用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力时,应竖直悬挂弹簧,挂在弹簧
下端的钩码应处于静止状态
C.用直尺测得的弹簧的长度即为弹簧的伸长量
D.用几个不同的弹簧,分别测出它们所受的拉力与伸长量,可得出拉
力与伸长量之比相等解析答案解析 实验时弹簧被拉伸的长度不能超出它的弹性限度,A正确;
要使弹簧的弹力等于钩码重力的大小,应竖直悬挂弹簧,且要使弹簧下端的钩码处于静止状态,B正确;
弹簧的伸长量等于弹簧的长度减去弹簧的原长,C错误;
不同的弹簧的劲度系数不同,所以拉力与伸长量之比不相等,D错误.
答案 AB(2)某同学做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,先把弹簧放在水平桌面上使其自然伸展,用直尺测出其长度L0,再把弹簧竖直悬挂起来,挂上钩码,平衡后测出其长度L,令x=L-L0.改变钩码数,进行多次测量,用F表示弹簧下端受到的钩码的拉力,则下列Fx图线,你认为符合实际情况的是(  )解析答案解析 因为弹簧是被放在水平桌面上测得的原长,把弹簧竖直悬挂起来后,由于重力的作用,弹簧的长度会增大,所以图线应出现x轴上有截距,C正确,A、B、D错误.
答案 C例2 某同学探究弹力与弹簧伸长的关系.
(1)将弹簧悬挂在铁架台上,将刻度尺固定在弹簧一侧.弹簧轴线和刻度尺都应在________(填“水平”或“竖直”)方向.图5解析答案解析 为保证弹簧的形变只由砝码和砝码盘的重力产生,所以弹簧轴线和刻度尺均应在竖直方向.竖直(2)弹簧自然悬挂,待弹簧________时,长度记为L0;弹簧下端挂上砝码盘时,长度记为Lx;在砝码盘中每次增加10 g砝码,弹簧长度依次记为L1至L6.数据如下表.解析答案表中有一个数值记录不规范,代表符号为________.解析 弹簧静止稳定时,记录原长L0;表中的数据L3与其他数据有效位数不同,所以数据L3不规范.
答案 静止 L3(3)图3是该同学根据表中数据作的图像,纵轴是砝码的质量,横轴是弹簧长度与________(填“L0”或“Lx”)的差值.解析答案图3解析 由题图知所挂砝码质量为0时,x为0,所以x=L-Lx(L为弹簧长度).Lx(4)由图可知弹簧的劲度系数为_____N/m;通过图和表可知砝码盘的质量为_____g.(结果保留两位有效数字,重力加速度g取9.8 m/s2)解析答案4.9 10针对训练 在“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验中,某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端,进行测量,根据实验所测数据,利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图像,如图4所示,根据图像回答以下问题:
(1)弹簧的原长为____________.
(2)弹簧的劲度系数为________.图4解析答案返回答案 (1)10 cm  (2)1 000 N/m返回 对点检测 自查自纠一位同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验.
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,将这些步骤用字母排列出来是________.
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度l0
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式
F.解释函数表达式中常数的物理意义解析答案解析 在做实验的时候一般步骤为先组装器材,然后进行实验,最后数据处理,故顺序为CBDAEF.
答案 CBDAEF(2)下表是这位同学所测的几组数据①根据上表的数据在图5的坐标系中作出F-x图线.图5解析答案解析 根据描点法,图像如图所示答案 如图所示②写出曲线的函数表达式________(x用cm作单位).
③函数表达式中常数的物理意义__________________________________
.解析答案解析 根据图像,该直线为过原点的一条直线,即弹力与伸长量成正比,即F=kx=0.43x.式中的常数表示弹簧的劲度系数,即表示使弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N.F=0.43x表示弹簧的劲度系数,即表示使弹簧伸长或者压缩1 cm所需的外力大小为0.43 N返回课件29张PPT。5 摩擦力第二章 力1.知道摩擦力的定义及分类.
2.理解静摩擦力和滑动摩擦力的产生条件.
3.会判断摩擦力的方向及计算摩擦力的大小.4.了解最大静摩擦力的概念及静摩擦力的取值范围.目标定位二、静摩擦力栏目索引一、滑动摩擦力对点检测 自查自纠一、滑动摩擦力知识梳理1.定义:两个物体相互 并 ,当它们沿接触面发生 时,每个物体的接触面上都会受到对方作用的 相对运动的力.
2.产生条件:
(1)两物体间有弹力;
(2)接触面粗糙;
(3)两物体发生了 (滑动).答案接触挤压相对运动阻碍相对运动 3.大小:两个物体间的滑动摩擦力f的大小跟 (两个物体接触面间的垂直作用力)N成正比,即f= .
(1)μ是比例系数叫做动摩擦因数,反映接触面本身的特性,与接触面的材料、粗糙程度 ,与接触面积大小、物体的运动状态、物体的受力情况均
(填“有关”或“无关”),没有单位.
(2)N是两个物体接触面间的 ,俗称“正压力”(垂直于接触面的力),压力的大小在许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定.
(3)滑动摩擦力f大小与N成正比,与物体的运动状态 (填“有关”或“无关”).
4.滑动摩擦力的方向:总跟物体的接触面相切,并跟物体 相反.答案压力μN有关无关压力无关相对运动方向【深度思考】滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?答案 不一定.滑动摩擦力一定阻碍物体的相对运动,但与物体的运动方向可能相同,也可能相反.答案典例精析例1 下列有关滑动摩擦力的说法中,正确的是(  )
A.有压力一定有滑动摩擦力
B.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反
C.滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D.只有运动物体才受滑动摩擦力解析答案总结提升解析 产生滑动摩擦力的条件有三个:正压力(相互接触且挤压)、接触面粗糙、发生相对滑动,缺一不可.由产生条件可知,A错误.
滑动摩擦力方向与接触面相切,且与相对运动方向相反而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直,B错误,C正确.
擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,故D错误.
答案 C总结提升总结提升(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反.
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动.
例如:如图1所示,物体A、B都向右运动,速度分别为vA=1 m/s,vB=2 m/s.则A受到B向右的滑动摩擦力F1,是动力;B受到A向左的滑动摩擦力F2,是阻力.图1例2 如图2所示,当水平拉力为F=40 N时,质量为m=10 kg的木板可以在水平面上匀速前进.若在木板上再放一个质量为M的铁块,为使它们匀速前进,需加的水平拉力为60 N,求铁块的质量M.(取g=10 N/kg)图2解析答案返回解析 当拉力F=40 N时,滑动摩擦力f=40 N,
木板对水平面的压力N=mg=100 N,当拉力F′=60 N时,
木板对水平面的压力N′=(10 kg+M)g
摩擦力f′=60 N,
再由f′=μN′得
60 N=0.4×(10 kg+M)g,
解得M=5 kg.
答案 5 kg返回知识梳理二、静摩擦力1.定义:当两个彼此 且相互 的物体之间没有发生相对滑动,但它们之间存在 时,在它们的接触面上会产生一种 物体间发生相对运动的力,这种力叫做静摩擦力.
2.产生条件:①两物体在接触上有正压力(弹力);②接触面 ;③两物体间有 趋势.
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体 的方向相反.
4.大小:当相对运动趋势增强时,静摩擦力也随着增大,但有一个限度,这个静摩擦力的最大值叫做 而两物体间实际发生的静摩擦力f在 与 之间,即 .答案接触挤压相对运动的趋势阻碍粗糙相对运动相对运动趋势最大摩擦力.0f静max0A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力的作用
B.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
C.在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度
D.静摩擦力一定是阻力解析答案总结提升解析 当两个物体有相对运动趋势时才有可能产生静摩擦力,A错;
受静摩擦力作用的物体有可能是运动的,比如人走路时,受到的就是静摩擦力,B错;
在物体间压力一定时,静摩擦力的大小可以变化,但有一个限度,这个限度就是最大静摩擦力,C对;
静摩擦力可能是阻力也可能是动力,D错.
答案 C总结提升总结提升(1)静摩擦力方向与“相对运动趋势的方向相反”,并不是与“运动方向”相反;
(2)静摩擦力的效果是阻碍物体间的相对运动趋势,并不是阻碍物体的运动.
如图3所示,货物被传送带由低处传送到高处的过程中(传送带匀速转动,货物和传送带相对静止),货物受到静摩擦力的方向沿斜面向上,与运动方向相同,是动力.图3例4 如图4所示,一重为40 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13 N,F2=6 N.已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:解析答案图4(1)木块所受的摩擦力的大小和方向.解析 当木块运动时受到的滑动摩擦力为f=μN=μG=0.2×40 N=8 N,故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N.
加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7 N的力.由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到桌面静摩擦力的作用,大小为7 N,方向水平向左.
答案 7 N 水平向左(2)当只将F1撤去后,木块受到的摩擦力的大小和方向.解析答案解析 将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止.由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,方向水平向右.
答案 6 N 水平向右(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向.解析答案解析 撤去F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8 N,方向水平向左.返回方法点拨
答案 8 N 水平向左方法点拨求解物体受到的摩擦力大小时,要先判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力.返回 对点检测 自查自纠12341.(对滑动摩擦力的理解)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图5所示,则在匀速拖出的过程中(  )解析答案A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变图51234解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,物体的重心在台面上,故物体对台面的压力不变,故物体受到的支持力不变,C错误;
而在拉动过程中动摩擦因数不变,由f=μN可知摩擦力是不变的,A、B错误;
因为物体做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,D正确.
答案 D12342.(对静摩擦力的理解)(多选)关于静摩擦力的有关说法正确的是(  )
A.只有静止的物体才可能受静摩擦力
B.有相对运动趋势的相互接触的物体间有可能产生静摩擦力
C.产生静摩擦力的两个物体一定相对静止
D.静摩擦力可以是动力解析答案解析 静摩擦力产生在具有相对运动趋势、相互接触且接触面粗糙的物体之间,物体可能静止,也可能运动,方向可能与运动方向相同(充当动力),也可能与运动方向相反(充当阻力),故选B、C、D.BCD1234解析答案3.(对静摩擦力的理解)(多选)如图6所示,有一方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是(  )
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大图61234解析 由题知容器处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于容器和水的总重力,所以随着水的增多,容器受到的摩擦力逐渐增大,故A错误,B正确;
水平方向受力平衡,力F可能不变,故C正确,D错误.
答案 BC12344.(摩擦力的计算)用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时,物体恰能被拉动;物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动.
(1)该物体静止在水平地面上,若用15 N的水平力拉该物体,物体受到的摩擦力大小为________.解析答案解析 水平力为20 N时恰能拉动,说明最大静摩擦力f静max=20 N.若用F1=15 N的力拉物体,由于F1<f静max,故物体不会相对于地面滑动,物体受静摩擦力的作用,由二力平衡得物体此时受到的摩擦力f静=F1=15 N.15 N1234(2)若用30 N的水平力拉该物体,物体受到的摩擦力大小为________.解析答案解析 因为物体运动后只需 18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动,故f=18 N,当用F2=30 N的力拉物体时,F2>f静max,物体受滑动摩擦力,大小为f=18 N.18 N1234(3)物体与地面间的动摩擦因数为________.解析答案0.3返回课件30张PPT。6 力的合成第二章 力1.知道合力、分力以及力的合成的概念.
2.理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则,会用平行四边形定则求合力,知道分力与合力间的大小关系.
3.知道共点力的概念,会用作图法、计算法求合力.目标定位二、合力的计算方法栏目索引一、力的合成对点检测 自查自纠一、力的合成知识梳理1.合力与分力
(1)定义:如果一个力F的 与力F1和F2共同作用的效果 ,我们就称F为F1和F2的 ,F1和F2为F的 .
(2)关系:①等效性:合力与分力产生的 相同,可以等效替代.
②同体性:各个分力作用在 物体上.作用在不同物体上的力不能求合力.答案作用效果合力相同分力效果同一2.力的合成
(1)定义:求 叫做力的合成,力的合成是一种 的方法.
(2)共点力:几个力如果作用于物体上同一点,或者力的 相交于同一点,这几个力叫做共点力.
(3)平行四边形定则:以表示两个共点力的线段为 作平行四边形,这两个邻边之间的 就代表合力的大小和方向.答案几个力的合力等效替代作用线邻边对角线(4)合力和分力的大小关系如图1所示,
两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而 ,随θ的减小而 (填“增大”或“减小”).
①当θ=0时,F有最大值,Fmax= ;②当θ=180°时,F有最小值,Fmin= ;③合力大小的范围为 ≤F≤ .答案图1减小增大F1+F2|F1-F2||F1-F2|F1+F2【深度思考】(1)假如两个学生用大小相同的作用力一起拎起一桶重200 N的水.每个学生对桶的作用力一定是100 N吗?答案 不一定.两个学生对桶的作用力的合力大小等于200 N,其数值相加不一定等于200 N,当两个学生所施加的力成一夹角时,每个学生对桶的作用力都大于100 N.答案(2)在做引体向上运动时,双臂平行时省力还是双臂张开较大角度时省力?答案 双臂平行时省力.根据平行四边形定则可知,合力一定时(等于人的重力),两臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大,当双臂平行时,夹角最小,两臂用力最小.答案典例精析例1 两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F.以下说法正确的是(  )
A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越小
B.合力F可能比任何一个分力都小
C.合力F总比任何一个分力都大
D.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大解析答案总结提升解析 若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F越大,故A错误;
由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1-F2|≤F合≤F1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确,C错误;
如果夹角θ不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大,可能减小,如图所示,故D错误.
答案 B总结提升总结提升合力可以大于、等于或小于任意一个分力.针对训练 如图所示,三个大小相等的力F作用于同一点O,则合力最小的是(  )解析答案返回返回知识梳理二、合力的计算方法1.作图法
作图法就是根据 定则作出标准的平行四边形,然后根据图形用测量工具确定出合力的大小、方向,具体操作流程如下:答案平行四边形答案2.计算法
可以根据平行四边形定则作出力的示意图,然后由几何关系求解对角线,其长度即为合力大小.图2若α=120°,则合力大小等于分力大小,如图4所示.图3          图43.多个共点力合成的方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,依次进行,最终求得全部共点力的合力.答案典例精析例2 杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥,如图5所示.挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺苍穹,塔的两侧32对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲.假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°,每根钢索中的拉力都是3×104 N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?解析答案总结提升图5解析 把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力.由对称性可知,合力方向一定沿塔柱竖直向下.下面用两种方法计算这个合力的大小:
方法一:作图法(如图甲所示)
自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都为30°.取单位长度为1×104 N,则OA和OB的长度都是3个单位长度.量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F=5.2×1×104 N=5.2×104 N.总结提升总结提升总结提升(1)作图法求合力时,各个力的图示必须采用同一标度,并且所选力的标度的比例要适当.
(2)平行四边形定则是矢量运算的通用法则,适用于任何矢量的运算.例3 如图6所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100 N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小.解析答案图6总结提升返回总结提升总结提升计算法求合力时常用到的几何知识
(1)应用直角三角形中的边角关系求解,适用于平行四边形的两边垂直或平行四边形的对角线与一条边垂直的情况.
(2)应用等边三角形的特点求解.
(3)应用相似三角形的知识求解,适用于力的矢量三角形与实际三角形相似的情况.返回 对点检测 自查自纠12341.(合力与分力的关系 力的合成)(多选)关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是(  )
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力
C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
D.F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大解析答案1234解析 只有同一个物体受到的力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个分力的等效替代,两力可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在.所以,A、B正确,C错误.
合力随两分力间夹角的增大而减小,D错误.
答案 AB12342.(合力与分力的关系 力的合成)(多选)两个共点力的大小分别为F1=6 N,F2=10 N,则它们的合力可能为(  )
A.3 N B.5 N
C.10 N D.20 N解析答案解析 两个力的合力最大值Fmax=F1+F2=16 N,最小值为Fmin=F2-F1=4 N,F1与F2的合力范围为4 N≤F≤16 N,故B、C正确.BC1234解析答案1234答案 B12344.(合力的计算方法)水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图7所示,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg)(  )解析答案图7返回1234返回解析 重物处于静止状态,所以悬挂重物的绳的张力是T=mg=100 N
对绳B点受力分析:滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力,因同一根绳张力处处相等,即F1=F2 =100 N.
用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120°,则有合力F=100 N,所以滑轮受绳的作用力为100 N,方向与水平方向成30°角斜向下,故选C.答案 C课件27张PPT。7 实验:探究共点力合成的规律第二章 力1.练习用作图法求两个力的合力.
2.验证互成角度的两个力合成的平行四边形定则.目标定位栏目索引实验:探究共点力合成的规律对点检测 自查自纠实验:探究共点力合成的规律一、实验原理
一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮筋结点拉伸到某点,则F为 ,作出F的图示,再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F′的图示,比较F′与F在实验误差允许范围内是否 ,即得到互成角度的两个力合成是否遵循平行四边形定则.
二、实验器材
方木板、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮筋一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、 、 .答案F1和F2的合力大小相等、方向相同三角板刻度尺三、实验步骤
1.在方木板上用图钉固定一张白纸,如图1甲所示,用图钉把橡皮筋的一端固定在木板上A点,在橡皮筋的另一端拴上两个细绳套.图12.用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套,互成角度地拉橡皮筋将结点拉到某位置O,用铅笔描下结点的位置、细绳的 ,并记录两弹簧测力计的读数.
3.如图乙所示,按适当的比例作出两个弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,利用刻度尺和三角板,以F1、F2为邻边画出 ,并画出对角线F′.方向平行四边形答案4.用一个弹簧测力计把橡皮筋拉到 ,记下弹簧测力计的读数和细绳的 ,并用同样的比例作出这个力F的图示.
5.比较F与F′的大小和方向,看它们在实验误差允许范围内是否相同,从而验证平行四边形定则.
四、误差分析
1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.
2.使用中,弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦存在会造成误差.
3.两次测量拉力时,橡皮筋的结点没有拉到同一点会造成偶然误差.
4.两个分力的夹角太小或太大,F1、F2数值太小,应用平行四边形定则作图时,会造成偶然误差.答案同一位置O方向五、注意事项
1.结点
(1)定位结点时要力求准确;
(2)同一次实验中橡皮筋结点 必须保持不变.
2.拉力
(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向;
(2)应使橡皮筋、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内;
(3)两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小.答案位置3.作图
(1)在同一次实验中,选定的比例要 ;
(2)严格按力的图示要求和作图法作出平行四边形,求出合力.答案相同典例精析例1 如图2所示,在“探究共点力合成的规律”时,先将橡皮筋的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳,实验时,先后两次拉伸橡皮筋,一次是用两个弹簧测力计通过两细绳互成角度地拉橡皮筋,另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋.
(1)在本实验中,下列说法正确的是(  )
A.实验过程中,弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行
B.两次拉橡皮筋时都应将橡皮筋拉到相同长度
C.实验中必须使弹簧测力计的拉力尽可能的大
D.实验中只要把作出的两个力的合力与另一个合力的大小进行比较就可以了解析答案图2解析 实验过程中,拉力方向与木板平行,所以弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行,故A正确;
要保证两次作用效果相同,橡皮筋沿相同方向拉到相同长度即把O点拉到同一位置,故B错误;
实验中弹簧测力计的拉力大小要适中,便于作图即可,不要尽可能的大,故C错误;
实验中把作出的两个力的合力与另一个合力的大小、方向进行比较,故D错误.
答案 A(2)如图3所示是甲、乙两位同学在实验中所得到的实验结果,若用F表示两个分力F1、F2的合力,用F′表示F1和F2的等效力,则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是符合事实的.图3解析答案解析 由题可知,F为F1和F2通过平行四边形定则所得的合力,而F′是F1和F2的等效力,即用一只弹簧测力计拉橡皮筋时的拉力,显然F′的方向应在橡皮筋的方向上,故甲同学的实验结果是符合事实的.甲总结提升总结提升(1)本实验采用是等效替代的思维方法.实验中要保证一个合力与两个分力效果相同,结点O的位置必须相同.
(2)要验证力的平行四边形定则,关键是作准力图,然而要想作好力图必须读准力的大小与画准力的方向.例2 在“探究共点力合成的规律”实验中,部分实验步骤如下,请完成有关内容:
A.将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上,另一端绑上两根细线.
B.在其中一根细线上挂5个质量相等的钩码,使橡皮筋拉伸,如图4甲所示,记录:________________________、____________________________、_______________
.
C.将步骤B中钩码取下,分别在两根细线末端挂上4个和3个质量相等的钩码,用两光滑硬棒B、C使两细线互成角度,如图乙所示,小心调整B、C的位置,使__________________________________________________,
记录________________________、________________.图4钩码个数(或细线拉力)橡皮筋与细线结点的位置O细线的方向(说明:能反映细线方向的其他记录也可以)橡皮筋与细线结点的位置与步骤B中结点O的位置重合钩码个数(或细线拉力)对应的细线方向答案例3 某同学用如图5甲所示的装置探究共点力合成的规律.将一木板(图中未画出)竖直放置与铁架台和轻弹簧所在平面平行.其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:
(1)如图甲,在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O;
(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置O,记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的读数.图乙中B弹簧测力计的读数为________N;(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出FA、FB的合力F′;
(4)已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力F如图丙所示,观察比较F和F′,得出结论:__________________.图5答案返回答案 (2)方向 11.40 
(3)如图所示(4)在实验误差允许范围内F和F′相等返回 对点检测 自查自纠1231.在“探究共点力合成的规律”实验中,
(1)本实验采用的科学方法是_____.
A.理想实验法 B.等效替代法
C.控制变量法 D.建立物理模型法解析答案解析 实验中,因为用两只弹簧测力计和一只弹簧测力计都把结点拉到同一点,即橡皮筋的伸长量相同,所以采用的科学方法是等效替代法,B正确.B123(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须_____.
A.每次将橡皮筋拉到同样的位置
B.每次把橡皮筋拉直
C.每次准确读出弹簧测力计的示数
D.每次记准细绳的方向解析答案解析 要使每次合力与分力产生相同的效果,必须每次将橡皮筋拉到同样的位置,A正确.A1232.如图6甲所示,在竖直平面内,将小圆环挂在橡皮筋的下端.用两个弹簧测力计拉小圆环到O点,小圆环受到作用力F1、F2和橡皮筋的拉力F0,如图乙所示.
(1)图乙中,此时要记录下拉力F1、F2的大小,并在白纸上记下_____________,以及O点的位置.解析答案图6解析 力是矢量,既有大小,又有方向,因此除了需要记录拉力F1、F2的大小,还要记录这两个力的方向;两个力的方向123(2)实验中,不必要的是(  )
A.选用轻质小圆环
B.弹簧测力计在使用前应校零
C.撤去F1、F2,改用一个弹簧测力计拉小圆环,仍使它处于O点
D.用两个弹簧测力计拉小圆环时,要保持两弹簧测力计相互垂直解析答案解析 本实验的目的是探究共点力合成的规律,因此应选择任意情况下的两个力与合力的关系,D错误;
选用轻质小圆环是为了减小水平方向偏移的误差,合力与分力之间是等效替代的关系,撤去F1、F2,改用一个力拉小圆环,仍使它处于O点,以确保等效,弹簧测力计在使用前校零是为了使力的大小读数准确,A、B、C是必要的.D1233.某同学通过下述实验探究共点力合成的规律.实验步骤:图7①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.
②如图7甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧测力计的示数为F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧测力计示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O′,橡皮筋的拉力记为FOO′.
④在挂钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在挂钩上,如图乙所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使挂钩的下端达到O点,将两笔尖的位置记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA, OB段的拉力记为FOB.
完成下列作图和填空:
(1)利用表中数据在给出的图丙坐标纸上画出F-l图线,根据图线求得l0=______ cm.解析答案解析 F-l图线如图甲,根据图线得l0=10.00 cm.10.00(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则FOA的大小为________ N.解析答案1.80(3)根据给出的标度,在图丁上作出FOA和FOB的合力F′的图示.解析答案解析 根据给出的标度,作出FOA和FOB的合力F′的图示如图.答案  见解析图乙(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.解析答案解析 通过比较F′与FOO′的大小和方向,即可得出实验结论.FOO′返回课件30张PPT。8 力的分解第二章 力1.理解力的分解,知道力的分解是力的合成的逆运算.
2.会用作图法求分力,会用直角三角形的知识计算分力.
3.知道力的正交分解法,会用正交分解法分解力.目标定位二、有限制条件的力的分解三、力的正交分解栏目索引一、力的分解对点检测 自查自纠一、力的分解知识梳理1.力的分解:求 叫做力的分解.
2.力的分解原则:力的分解是力的合成的 ,同样遵循 .
3.力的分解依据:如果没有限制,同一个力可以分解为 对大小和方向不同的分力,一个已知力的分解可根据力的 确定两分力的方向.
4.力的效果分解法
(1)根据力的 确定两个分力的方向.
(2)根据两个分力的方向作出力的 .
(3)利用数学知识解三角形,分析、计算分力的大小.答案一个已知力的分力逆问题平行四边形定则无数实际作用效果实际作用效果平行四边形5.两种典型情况的力的分解
(1)斜向上的拉力F可分解为:水平向前的分力F1和竖直向上的分力F2,如图1甲.F1=Fcos α,F2=Fsin α.
(2)重力产生两个效果:一是使物体具有沿斜面下滑趋势的分力F1,二是使物体压紧斜面的分力F2,如图乙.F1=mgsin α,F2=mgcos α.图1【深度思考】如图2所示为一人正在拖地,拖地时拖把杆的推力产生怎样的效果?答案 拖把杆的推力斜向下,产生的作用效果有两个:一个是竖直向下使拖把压紧地面,另一个是水平向前使拖把水平前进.答案图2典例精析例1 如图3所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则两挡板受到小球压力的大小之比为________,斜面受到两小球压力的大小之比为________.解析答案图3总结提升返回球2所受重力G有两个作用效果.第一,使小球垂直挤压挡板;第二,使小球压紧斜面.因此力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F3=Gsin θ,F4=Gcos θ.解析答案总结提升总结提升确定力的实际作用效果的技巧,若物体受三个力并处于平衡状态,确定其中一个力的实际作用效果时,可先作出物体所受的三个力的示意图,其中一个力的实际作用效果的方向一定在其余两个力的合力的反向延长线上.返回知识梳理二、有限制条件的力的分解1.已知合力和两个分力的方向时,两分力有 解(如图4所示).答案图4唯一2.已知合力和一个分力的大小和方向时,另一分力有 解(如图5所示).答案图53.已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F与F1的夹角为α,有下面几种可能:图6唯一(1)当Fsin θ<F2<F时,有 解(如图6甲).
(2)当F2=Fsin θ时,有 解(如图乙).
(3)当F2<Fsin θ时,无解(如图丙).
(4)当F2>F时,有 解(如图丁).
力分解时有解或无解,关键看代表
合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形,若能,即有解;若不能则无解.两唯一唯一答案典例精析例2 按下列两种情况把一个竖直向下的180 N的力分解为两个分力.
(1)一个分力水平向右,并等于240 N,求另一个分力的大小和方向;解析答案解析 力的分解如图所示.答案 300 N 与竖直方向夹角为53°斜向左下(2)一个分力在水平方向上,另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下(如图7所示),求两个分力的大小.解析答案图7解析 力的分解如图所示.返回三、力的正交分解知识梳理1.建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点建立直角坐标系,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量 的力在坐标轴上.
2.正交分解各力,即将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如图8所示.答案图8多答案3.分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:
Fx=F1x+F2x+F3x+…
Fy=F1y+F2y+F3y+…典例精析返回例3 在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19 N、40 N、30 N和15 N,方向如图9所示,求它们的合力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)解析答案总结提升图9解析 本题若直接运用平行四边形定则求解,需解多个斜三角形,需多次确定各个力的合力的大小和方向,计算过程十分复杂.为此,可采用力的正交分解法求解此题.
如图甲,建立直角坐标系,
把各个力分解到这两个坐标轴上,
并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy,有
Fx=F1+F2cos 37°-F3cos 37°=27 N,
Fy=F2sin 37°+F3sin 37°-F4=27 N.解析答案总结提升即合力的大小约为38.2 N,方向与F1夹角为45°斜向右上.
答案 38.2 N,方向与F1夹角为45°斜向右上总结提升返回(1)坐标轴的选取原则:坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则:
①使尽量多的力处在坐标轴上.
②尽量使某一轴上各分力的合力为零.
(2)正交分解法的适用情况:适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况. 对点检测 自查自纠12341.(按力的效果分解)如图10所示,已知电灯的重力为G=10 N,AO绳与顶板间的夹角为θ=45°,BO绳水平.
(1)请按力的实际作用效果将OC绳对O点的拉力加以分解,并作出示意图.解析答案图101234解析 OC绳的拉力产生了两个效果,一是沿着AO的方向向下拉紧AO的分力T1,另一个是沿着BO绳的方向向左拉紧BO绳的分力T2.画出平行四边形,如图所示.
答案 见解析图1234(2)AO绳所受的拉力和BO绳所受的拉力分别为多大?解析答案12342. (按力的效果分解)人们不可能用双手掰开一段木桩,然而,若用斧子就容易把树桩劈开.如图11所示,斧子的两个斧面间的夹角为θ,两个斧面关于竖直平面对称,当斧子对木桩施加一个竖直向下的力F时,木桩的两个劈开面受到的侧向压力N等于(  )解析答案图1112341234解析答案3.(有限制条件的力的分解)如图12所示,一个大人和一个小孩在河的两岸,沿河岸拉一条船前进,大人的拉力为F1=100 N,方向与河中心线的夹角为30°,要使船向正东方向行驶,求小孩对船施加的最小拉力的大小和方向.图12123412344.(力的正交分解)如图13所示,质量为m的物块与水平面之间的动摩擦因数为μ,现用斜向右下与水平方向夹角为θ的推力作用在物块上,使物块在水平面上匀速移动,求推力的大小.(重力加速度为g)解析答案图13返回返回解析 对物块受力分析如图所示将物块受到的力沿水平方向和竖直方向分解,根据平衡条件有
水平:Fcos θ=f①
竖直:N=mg+Fsin θ②
f=μN③课件25张PPT。习题课:物体的受力分析第二章 力1.进一步熟练判定弹力方向,能根据平衡法、假设法确定弹力的有无和方向.
2.进一步熟练掌握静摩擦力、滑动摩擦力方向的判定和大小的计算.
3.学会对物体进行受力分析.目标定位二、静摩擦力有无及方向的判断三、摩擦力的计算栏目索引一、弹力有无的判定对点检测 自查自纠四、物体的受力分析一、弹力有无的判定知识梳理答案1.对于形变比较明显的情况,我们采用直接法进行判断,即根据弹力产生的条件判断:(1)物体间相互 ;(2)发生 .
2.对于形变不明显的情况,可利用假设法进行判断:
(1)假设无弹力:在接触处将与研究对象接触的另一物体去掉,看物体还能否在原位置保持原来的状态,若能保持原来的状态则说明物体间 弹力作用;否则, 弹力作用.(填“有”或“无”)
(2)假设有弹力:假设与研究对象接触的物体对研究对象施加了弹力,画出假设状态下的受力分析图,判断受力情况与所处状态是否矛盾,若矛盾,则
弹力;若不矛盾,则 弹力.(填“存在”或“不存在”)接触弹性形变无不存在存在有典例精析例1 判断图1中小球是否受到弹力作用,若受到弹力,请指出其施力物体(小球和各接触面都光滑).解析答案图1解析 因为各接触面间的形变属于微小形变,所以采用假设法来判断小球是否受斜面的弹力.假设小球与斜面间无弹力,将三个图中的斜面去掉,则甲图中小球无法在原位置静止,乙和丙两图中小球仍静止.因此:甲图中小球受到斜面的弹力,施力物体是斜面,同时受细绳的弹力,施力物体是细绳;乙图中小球只受到细绳的弹力,施力物体是细绳,不受斜面的弹力;丙图中小球只受水平面的弹力,施力物体是水平面,不受斜面的弹力.
答案 见解析针对训练 (多选)如图所示,各接触面是光滑的且物体均处于静止状态,则A、B间可能有弹力作用的是(  )解析答案解析 假设A、B间无弹力,撤去B物体之后,A、C选项中的A球均能保持原来的状态,所以A、C选项中两物体间无弹力作用;
B、D选项中,撤去B物体之后,A球均不能保持原来的静止状态,所以B、D选项中,两物体间存在弹力.BD返回知识梳理二、静摩擦力有无及方向的判断答案1.静摩擦力产生的条件:接触面间有压力、接触面粗糙且有 .
2.平衡条件法
当相互接触的两物体处于静止状态或 直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.
3.假设法
利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:相对运动趋势匀速典例精析例2 如图2所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是(  )解析答案图2A.B对A有摩擦力作用
B.B受到A、C的摩擦力作用
C.B只受到C的摩擦力作用
D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F返回解析 假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,A错误.
根据力的相互性可知,A对B也无摩擦力作用,B错误.
假设C对B无摩擦力作用,则B在水平方向上只受力F作用,不可能保持静止,与题给条件不符,故B受到C的摩擦力作用.由于A、B、C是保持静止的,那么地面给C的摩擦力大小为F,方向向左,所以选项C、D正确.
答案 CD返回三、摩擦力的计算知识梳理1.计算摩擦力时,应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力.
2.静摩擦力用平衡条件计算,其大小只与平行于接触面方向的力 ,与垂直接触面方向的力 (填“有关”或“无关”).静摩擦力在03.滑动摩擦力用f=μN计算,其中N为接触面受到的正压力.或用平衡条件计算,其大小只与垂直接触面方向的力 ,与平行接触面方向的力 (填“有关”或“无关”).答案有关无关有关无关典例精析例3 如图3所示,用水平力F将木块压在竖直墙壁上,已知木块的重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,求:解析答案图3(1)当F=25 N时,木块静止,木块受到的摩擦力多大?
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力多大?(3)当F=10 N时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力多大?解析 木块沿墙面下滑时,木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,
f3=μN
N=F
所以f3=μF=0.25×10 N=2.5 N.
答案 2.5 N解析答案返回知识梳理1.明确研究对象,即首先确定我们要分析哪个物体的受力情况,研究对象可以是单个物体(质点、结点),也可以是两个(或多个)物体组成的整体.
2.隔离分析:将研究对象从周围物体中隔离出来,分析周围有哪些物体对它施加了力的作用.
3.按重力、弹力、摩擦力、其他力的顺序,依据各力的方向,画出各力的示意图.四、物体的受力分析典例精析例4 如图4所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态.试画出长木板的受力示意图.解析答案图4返回解析 将小木块和木板、弹簧看做一个整体,整体处于静止状态,在水平方向上没有运动趋势,所以不受地面给的摩擦力,对小木块受力分析,小木块受到重力、支持力、弹簧的弹力、木板给的摩擦力,所以木板受到小木块给的摩擦力、重力、支持力、弹簧的弹力、小木块对木板的压力,共5个力作用.
答案 见解析 返回 对点检测 自查自纠1231.(弹力有无的判定)(多选)下列各图中P、Q两球之间不存在弹力的是(所有接触面都是光滑的)(  )解析答案解析 A图中两球间若有弹力则小球Q将向右运动,所以P、Q间无弹力;
B图中两球间若有弹力则两球将向两边运动,所以P、Q间无弹力;
C图中两球间若无弹力则小球P将向下运动,所以P、Q间有弹力;
D图中两球间若无弹力则小球P将向右下运动,所以P、Q间有弹力.故选A、B.AB41232.(静摩擦力有无及方向的判断)(多选)如图5所示,A、B叠放在水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是(  )
A.A、B之间无摩擦力
B.A受到的静摩擦力水平向右
C.B受到A的静摩擦力水平向左
D.地面对B的滑动摩擦力水平向右解析答案图54123解析 对A物体:由于A匀速运动,由二力平衡可知,B对A的摩擦力必与F等大反向,故A错误,B正确;
对B物体:由力的作用的相互性,B对A的摩擦力一定与A对B的摩擦力反向,故B受到A的摩擦力水平向左,故C正确;
对A、B整体受力分析,由于A、B一起向左匀速运动,则地面对B有滑动摩擦力,且水平向右,故D正确.
答案 BCD41233.(摩擦力的计算)如图6所示,A物体重力为20 N,B物体重力为10 N,力F竖直向下,A与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计,求(1)(2)两种情况下物体A受什么摩擦力?大小如何?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)F=0时由静止释放B物体;解析答案图64解析 F=0时,A所受最大静摩擦力为f静max=μmAg=8 N,此时mBg>f静max,故A将运动,A所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为f=μmAg=8 N;
答案 滑动摩擦力1234(2)F=10 N时由静止释放B物体;解析答案解析 当F=10 N时,A所受最大静摩擦力为f静max′=μ(F+mAg)=12 N,此时mBg<f静max′,故A静止,A所受摩擦力为静摩擦力,大小为f静=mBg=10 N.
答案 静摩擦力 10 N1234(3)若要使A匀速运动,所加力F的大小是多少?解析答案解析 若A匀速运动,此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小,故此时有:μ(mAg+F)=mBg,代入数据得:F=5 N.故所加力F的大小是5 N.
答案 5 N12344.(物体的受力分析)如图7所示,在水平拉力F作用下,B、C两球均处于静止状态,AB绳竖直,则C球受几个力的作用?画出C球的受力示意图.图7解析 先分析B球的受力情况如图所示,B受重力GB及AB绳的拉力FAB,BC绳无拉力.再分析C球的受力情况如图所示,C受重力GC、AC绳的拉力FAC及水平拉力F共三个力作用.
答案 三 受力示意图见解析图解析答案1234返回课件26张PPT。1 牛顿第一定律第三章 牛顿运动定律1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.明确惯性的概念,会解释有关的惯性现象.目标定位二、牛顿第一定律 惯性栏目索引一、从亚里士多德到伽利略对点检测 自查自纠一、从亚里士多德到伽利略知识梳理1.亚里士多德把地上的运动分成两类:一类是无须外力帮助的天然运动;另一类是受迫运动,这类运动必须依靠 才能维持.外力一旦消失,受迫运动也就停止了.由于历史的局限性,他的观点是错误的.
2.伽利略的理想实验
(1)斜面实验
意大利科学家伽利略指出,地面上运动的物体之所以会停下来,是因为 的缘故.为了说明运动和力的关系,他设计了 实验:答案外力的不断作用摩擦力理想①若摩擦可以忽略,小球最终会到达与左侧斜面 ;
②坡度越小,小球要达到同样的高度经过的坡长就会 ;
③如果右侧的斜面变成水平面,并且没有任何阻力,小球将
从而否定了亚里士多德的观点(2)推理结论
力 (填“是”或“不是”)维持物体运动的原因.
①伽利略的理想实验将可靠的事实和理论思维结合起来,即采用“可靠事实+抽象思维+科学推理”的方法推翻了亚里士多德的观点,初步揭示了运动和力的正确关系.
②第一次确立了物理实验在物理学中的地位.答案同样的高度越长永远运动下去.不是【深度思考】在足球场上,为了不使足球停下来,运动员带球前进必须不断用脚轻轻地踢拨足球;又如为了不使自行车减速,总要不断地用力蹬脚踏板.这些现象不正说明了物体的运动需要力来维持吗?那为什么又说“力不是维持物体运动的原因”?答案 足球在足球场上运动时,受到草地的阻力,在带球前进时,人对足球施加力的作用,是克服摩擦阻力对足球产生的效果.如果没有阻力,足球运动后速度不会变.自行车的例子也是同样的道理.答案典例精析①减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度;②两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;③如果没有摩擦,小球将上升到原来释放的高度;④继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面做持续的匀速运动.例1 理想实验有时更能深刻地反映自然规律.伽利略设计了一个如图1所示的理想实验,他的设想步骤如下:图1请将上述理想实验的设想步骤按照正确的顺序排列________(只要填写序号即可).在上述的设想步骤中,有的属于可靠的事实,有的则是理想化的推论.下列有关事实和推论的分类正确的是________.
A.①是事实,②③④是推论
B.②是事实,①③④是推论
C.③是事实,①②④是推论
D.④是事实,①②③是推论解析答案返回解析 本题是在可靠事实的基础上进行合理的推理,将实验理想化,并符合物理规律,得到正确的结论.而②是可靠事实,因此放在第一步,③①是在斜面上无摩擦的设想,最后推导出水平面上的理想实验④.因此正确顺序是②③①④.
答案  ②③①④ B返回知识梳理二、牛顿第一定律 惯性1.牛顿第一定律:
(1)内容:一切物体总保持 状态或 状态,除非有外力 .
(2)理解
①定性说明了力和运动的关系:
Ⅰ.揭示了力是 的一种作用,是物体获得 的原因,而物体具有的速度并不与力直接相关.Ⅱ.物体不受外力时的运动状态: 状态或 状态.答案匀速直线运动静止迫使它改变这种状态为止迫使物体的运动状态发生变化(产生加速度)加速度匀速直线运动静止②揭示了一切物体都具有的一种固有属性—— .因此牛顿第一定律也叫惯性定律.
(3)物体运动状态的变化即物体运动 的变化,有以下三种情况:
① 不变,只有大小改变.(物体做直线运动)
② 不变,只有方向改变.(物体做曲线运动)
③ 和 同时发生改变.(物体做曲线运动)答案惯性速度速度的方向速度的大小速度的大小方向2.惯性
(1)定义:一切物体都有保持 状态或 状态的性质.
牛顿第一定律也称为 .
(2)任何物体都有惯性,这是物体具有的共同的内在属性.
(3)质量是物体惯性大小的量度.惯性大小与物体的运动状态 ,与物体受力情况以及地理位置 (填“有关”或“无关”).
(4)惯性的表现
①不受力时,惯性表现为保持原来的 状态或 状态,有“惰性”的意思.
②受力时,惯性表现为运动状态改变的难易程度.质量越大,惯性越大,运动状态越 (填“难”或“易”)改变.答案匀速直线运动静止惯性定律无关无关匀速直线运动静止难【深度思考】(1)根据牛顿第一定律,合力为零时,物体的运动状态改变吗?如何理解?答案 合力为零时,物体的运动状态不改变,即原来静止的物体仍然静止,原来运动的物体仍以该速度做匀速直线运动.答案(2)因为同一物体在地球上的重力比在月球上大,所以物体在地球上的惯性比在月球上的大,对吗?答案 不对.惯性只与质量大小有关,与地理位置无关.虽然物体在地球上的重力比在月球上大,但物体的质量不变,即惯性不变.典例精析例2 关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是(  )
A.牛顿第一定律可以用实验直接验证
B.由于不受力的物体不存在,因此牛顿第一定律没有实际意义
C.牛顿第一定律就是惯性
D.当物体受到的外力为零时,物体可做匀速直线运动返回解析答案解析 牛顿第一定律是在实验的基础上推理概括出来的科学理论,而不是直接通过实验得出的,但它符合物理规律,故有一定的物理意义,A、B错误;
牛顿第一定律是描述运动和力的关系的定律,惯性是物体的性质,C错误;
由牛顿第一定律的内容可知D正确.
答案 D解析答案总结提升例3 关于惯性,下列说法正确的是(  )
A.惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,它的运动状态越难改变
B.同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性
C.“嫦娥三号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃
料消耗忽略不计)
D.各种机床和发电机的底座做得很笨重,并用螺丝固定在地面上,目的
是增大惯性返回解析 惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,保持原来运动状态的性质越强,即它的运动状态越难改变,A正确;
质量是惯性大小的唯一量度,惯性大小与运动状态无关,B错误;
“嫦娥三号”卫星在地球上的质量与它绕月球飞行时的质量相同,惯性不变,C正确;
质量大的物体惯性大,各种机床和发电机的底座做得很笨重,目的是增大惯性.
答案 ACD总结提升返回总结提升分析有关惯性的问题时,应注意惯性的三个性质:(1)普遍性:一切物体在任何情况下都具有惯性;(2)无关性:惯性与物体的运动状态和受力情况均无关;(3)唯一性:惯性由物体的质量唯一决定. 对点检测 自查自纠12341.(对伽利略理想实验的理解)图2如图2所示,为现代人在实验室所做的伽利略斜面实验的频闪照片的组合图.实验中把小球从左侧斜面的某个位置由静止释放,它将冲上右侧斜面,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两个小球间的距离依次减小;如果右侧斜面变成水平,频闪照片显示小球在右侧斜面运动过程中相邻的两小球间的距离几乎相等.对于这个实验,以下叙述正确的是(  )1234A.小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”
的结论是正确的
B.小球最终也会在右侧水平面上停下来,表明“力是维持物体运动的
原因”的结论是正确的
C.因为没有绝对光滑的斜面或者平面,所以伽利略提出的“如果没有
摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是荒谬可笑的
D.上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下
去”的结论是正确的解析答案1234解析 小球冲上右侧斜面后做减速运动,表明“力是维持物体运动的原因”的结论是错误的,故A错误;
小球最终也会在右侧水平面上停下来,是由于受到摩擦力的作用的原因,故B错误;
因为没有绝对光滑的斜面或者水平面,所以伽利略提出的“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是一种理想的推论,但是却有着非常重要的现实意义,它开创了物理量研究的新方法,故C错误;
上述实验表明“如果没有摩擦阻力,小球将在水平面上永远运动下去”的结论是正确的,故D正确.
答案 D12342.(对牛顿第一定律的理解)关于牛顿第一定律,下列说法中正确的是(  )
A.牛顿第一定律说明力是维持物体运动的原因
B.惯性就是物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质
C.由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,一定处于静止状态
D.牛顿第一定律反映了物体受到外力时的运动规律解析答案解析 牛顿第一定律说明力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,故A错误;
物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性,故B正确;
由牛顿第一定律可知:物体所受的合力为零时,处于静止状态或者匀速直线运动状态,故C错误;
由牛顿第一定律可知,物体在不受力的作用时保持静止状态或匀速直线运动状态.所以牛顿第一定律反映了物体不受外力时的运动规律,故D错误.
答案 B123412343.(对惯性的理解)物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质称为惯性.下列有关惯性的说法中,正确的是(  )
A.乘坐汽车时系好安全带可减小惯性
B.运动员跑得越快惯性越大
C.宇宙飞船在太空中也有惯性
D.汽车在刹车时才有惯性解析答案解析 乘坐汽车时系好安全带,不是可以减小惯性,而是在紧急刹车时可以防止人由于惯性的作用飞离座椅,从而造成伤害,所以A错误;
质量是物体惯性大小的唯一量度,与人的速度的大小无关,所以B、D错误;
在太空中物体的质量是不变的,所以物体的惯性也不变,所以C正确.
答案 C12341234返回4.(对惯性的理解)如图3所示,在匀速行驶的火车车厢内,有一人从B点正上方相对车厢静止释放一个小球,不计空气阻力,则小球(  )图3A.可能落在A处 B.一定落在B处
C.可能落在C处 D.以上都有可能解析 由于惯性,小球在水平方向保持与火车相同的速度,因此在下落时间内,两者水平位移相等,即落回到B点,故选B.B解析答案课件28张PPT。2 探究加速度与力、质量的关系第三章 牛顿运动定律1.学会用“控制变量法”探究加速度与力、质量的关系.
2.会用图像表示加速度与质量、加速度与力之间的关系.目标定位栏目索引探究加速度与力、质量的关系对点检测 自查自纠探究加速度与力、质量的关系一、实验原理
实验的基本思路——控制变量法
(1)保持研究对象即小车的 不变,改变小桶内砂的质量,即改变 ,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与作用力成正比.
(2)保持小桶中砂的质量不变,即保持 不变,改变研究对象即小车的 ,测出小车的对应加速度,验证加速度是否与质量成反比.
二、实验器材
小车、砝码、小桶、砂、细绳、一端附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、 、纸带、 、 .答案质量作用力作用力交流电源刻度尺天平质量三、实验方案的设计
1.三个物理量的测量方法——近似法
本实验的研究对象:
小车 (装置如图1所示).图1答案(1)小车质量的测量:利用 测出,在小车上增减砝码可改变小车的质量.
(2)拉力的测量:当小桶和砂的质量 小车质量的情况下,可以认为小桶和砂的重力近似等于小车所受的拉力(合外力).
(3)加速度的测量:由纸带根据公式Δx= ,结合逐差法计算出小车的加速度.天平远小于aT2答案2.实验数据的处理方法——图像法、“化曲为直”法图2(1)研究加速度a和力F的关系
以加速度a为纵坐标,力F为横坐标,根据测量数据描点,然后作出图像,如图2所示,若图像是一条通过原点的直线,就能说明a与F成 .正比图3答案四、实验步骤
1.用 测出小车的质量M,并把数值记录下来.
2.按如图4所示的装置把实验器材安装好(小车上先不系绳).图4答案天平3.平衡摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下面垫一木块,反复移动木块位置,直到轻推小车在斜面上运动时可保持 运动为止(纸带上相邻点间距相等).
4.在小盘里放入适量的砝码,用细绳绕过定滑轮系在小车上,在小车上加放适量的砝码,用天平测出小盘和砝码的质量m,记录下来.接通电源,放开小车,待打点计时器在纸带上打好点后取下纸带,并设计表格如下.匀速直线答案5.保持小车的 不变,改变砝码和小盘的质量,按步骤4再做5次实验.
6.在每条纸带上选取一段比较理想的部分,算出每条纸带对应的加速度的值,填入表格中.
7.用纵坐标表示加速度,横坐标表示作用力,根据实验结果画出小车运动的a-F图像,从而得出a、F之间的关系.答案质量8.保持砝码和小盘的 不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验,求出相应的加速度,并设计表格如下.根据实验结果画出小车运动的a- 图像,从而得出a、M之间的关系.9.整理实验器材,结束实验.答案质量五、注意事项
1.打点前小车应 打点计时器且应先 后 .
2.在平衡摩擦力时, (填“要”或“不要”)悬挂砝码盘,但小车应连着纸带且接通电源.用手轻轻地给小车一个初速度,如果在纸带上打出的点的间隔 ,表明小车受到的阻力跟它受到的重力沿斜面向下的分力平衡.
3.改变砝码的质量的过程中,要始终保证砝码和小盘的质量 小车的质量.
4.作图时应使所作的 通过尽可能多的点,不在直线上的点也要尽可能的对称分布在直线的两侧,但若遇到个别偏离较远的点可舍去.答案靠近接通电源释放小车不要均匀远小于直线典例精析例1 用如图5所示的装置研究在作用力F一定时,小车的加速度a与小车质量M的关系,某位同学设计的实验步骤如下:图5 A.用天平称出小车和小桶及内部所装砂子的质量;
B.按图装好实验器材;
C.把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂小桶;
D.将电火花打点计时器接在12 V电压的蓄电池上;
E.先放开小车,再接通电源,打点计时器在纸带上打下一系列点,并在纸带上标明小车质量;F.保持小桶及桶中砂子的质量不变,增加小车上的砝码个数,并记录每次增加后的M值,重复上述实验;
G.分析每条纸带,测量并计算出加速度的值;
H.作a-M关系图像,并由图像确定a、M之间的关系.
(1)该同学漏掉的重要实验步骤是________,该步骤应排在________步实验之后.
(2)在上述步骤中,有错误的是________、________,应修改为________.
(3)在上述步骤中,处理不恰当的是________,应把________改为________.解析答案总结提升解析 实验中把小桶及桶中砂子的重力看做与小车所受拉力大小相等,没有考虑摩擦力,故必须平衡摩擦力.电火花打点计时器接在12 V电压的蓄电池上将无法工作,必须接在220 V交流电压的电源上.实验时,应先接通电源,再放开小车.作a-M关系图像,得到的是双曲线,很难作出正确的判断,必须“化曲为直”,改作a- 关系图像.
答案  (1)平衡摩擦力 B 
(2)D E D将“12 V电压的蓄电池”改为“220 V交流电压的电源”;E将“先放开小车,再接通电源”改为“先接通电源,再放开小车”
(3)H a-M a-总结提升总结提升平衡摩擦力的方法:将不带定滑轮的一端适当垫高,在不挂小桶的情况下,使小车带动纸带(打点计时器打点时)沿长木板恰好做匀速直线运动.目的:使小桶和砂子的重力等于小车受到的合力.例2  “探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图6甲所示.图6(1)当小车(包括车中砝码)的质量M与砝码及盘的质量m的大小关系满足____________________时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.解析答案解析 探究加速度与力、质量的关系的实验中,要保证m?M,才能保证绳子的拉力约等于m的重力;
答案  m?M(2)在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中,打出了一条纸带如图乙所示.打点计时器打点的时间间隔为0.02 s.从比较清晰的点起,每5个点取一个计数点,量出相邻计数点之间的距离.该小车的加速度大小a=________m/s2.(结果保留两位有效数字)解析 计数点间的时间间隔T=0.1 s,间距x1=3.52 cm.x2=3.68 cm,x3=3.83 cm.
因x2-x1=a1T2,x3-x2=a2T2,a= ,得a= ≈0.16 m/s2.0.16解析答案(3)图7是甲、乙两同学根据实验数据画出的图像.图7形成图线甲的原因是________________.
形成图线乙的原因是__________________
.解析 图线甲,F=0时,小车就有了加速度,可见是长木板倾角过大.图线乙,有了拉力时,加速度仍为0,说明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够.未平衡摩擦力或长木板倾角过大平衡摩擦力不够解析答案总结提升返回返回总结提升实验中作出的a-F图像有时不过原点,如图8所示.造成这种现象的主要原因是:实验中没有考虑托盘的质量,误将砝码的重力等于拉力F,或是平衡摩擦力时垫得太高了,会出现图像甲的情况;实验中没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不足,会出现图像乙的情况.图8 对点检测 自查自纠“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图9所示.图9(1)关于实验步骤,下列说法正确的是________.
A.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
B.实验时应先释放小车,后接通电源
C.本实验砝码及砝码盘B的质量应约等于小车A的质量
D.在探究加速度与质量的关系时,应作a- 图像解析答案解析 每次改变小车的质量,不需要重新平衡摩擦力,A错误;
实验时应先接通电源,后释放小车,B错误;
实验要求砝码及砝码盘B的质量应远小于小车A的质量,C错误;
探究a与mA的关系时,应作a- 图像,D正确.
答案  D(2)在实验中,某同学得到了一条纸带如图10所示,选择了A、B、C、D、E作为计数点,相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出,其中x1=7.05 cm、x2=7.68 cm、x3=8.30 cm、x4=8.92 cm,电源频率为50 Hz,可以计算出小车的加速度大小是________ m/s2.(保留两位有效数字)图10解析答案(3)某同学将长木板右端适当垫高,其目的是________.如果长木板的右端垫得不够高,木板倾角过小,用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力,他绘出的a-F关系图像可能是________.解析答案返回解析 长木板右端垫高的目的是平衡摩擦力,若木板倾角过小,即平衡摩擦力不足,会出现有拉力,但加速度仍为零的情况,即B图.
答案 平衡摩擦力 B返回课件36张PPT。3 牛顿第二定律第三章 牛顿运动定律1.知道牛顿第二定律的内容、表达式的确切含义.
2.知道国际单位制中力的单位“牛顿”是怎样定义的.
3.能应用牛顿第二定律解决简单的动力学问题.目标定位二、牛顿第二定律的简单应用栏目索引一、牛顿第二定律对点检测 自查自纠三、力学单位制一、牛顿第二定律知识梳理1.内容:物体的加速度跟它所受到合力成 ,跟物体的质量成 ,加速度的方向跟合力的方向 .
2.公式:F= 式中的F与a都是 量,且它们在任何时刻方向都 .
3.力的单位N:如果一个力作用在1 kg的物体上,使物体产生的加速度为
,则这个力的大小为1 N.
4.理解
(1)瞬时性:a与F同时产生,同时变化,同时消失,为瞬时对应关系.
(2)矢量性:F=ma是 (填“标量”或“矢量”)式,任一时刻a的方向均与合外力F的方向 ,当合外力方向变化时a的方向同时 .答案正比反比相同ma矢相同1 m/s2矢量一致变化(3)同体性:公式F=ma中a、F、m都是针对 (填“同一”或“不同”)物体.
(4)独立性:当物体同时受到几个力作用时,各个力都满足F=ma,每个力都会产生一个加速度,这些加速度的矢量和即为物体具有的合加速度,故牛顿第二定律可表示为 .答案同一【深度思考】(1)从牛顿第二定律可知,无论多么小的力都可以使物体产生加速度,可是,我们用力提一个很重的箱子,却提不动它,这跟牛顿第二定律有无矛盾?为什么?答案 不矛盾.因为牛顿第二定律中的力是指合外力.我们用力提一个放在地面上很重的箱子,没有提动,箱子受到的合力F=0,故箱子的加速度为零,箱子仍保持不动,所以上述现象与牛顿第二定律并没有矛盾.答案(2)从匀速上升的气球上掉下一个物体,物体离开气球的瞬间,物体的加速度和速度情况如何?答案 物体离开气球瞬间物体只受重力,加速度大小为g,方向竖直向下;速度方向向上,大小与气球速度相同.答案典例精析例1 下列对牛顿第二定律的理解正确的是(  )
A.由F=ma可知,F与a成正比,m与a成反比
B.牛顿第二定律说明当物体有加速度时,物体才受到外力的作用
C.加速度的方向与合外力的方向一致
D.当外力停止作用时,加速度随之消失解析 F=ma说明力是产生加速度的原因,但不能说F与a成正比,也不能说m与a成反比,A错误;
力是产生加速度的原因,所以当物体受到外力时,物体才有加速度,B错误;
根据牛顿第二定律的矢量性,加速度的方向与合外力的方向一致,C正确;加速度与合外力同时产生,同时消失,D正确.CD解析答案例2 初始时静止在光滑水平面上的物体,受到一个逐渐减小的水平力的作用,则这个物体运动情况为 (  )
A.速度不断增大,但增大得越来越慢
B.加速度不断增大,速度不断减小
C.加速度不断减小,速度不断增大
D.加速度不变,速度先减小后增大解析 水平面光滑,说明物体不受摩擦力作用,物体所受到的水平力即为其合外力.水平力逐渐减小,合外力也逐渐减小,由公式F=ma可知:当F逐渐减小时,a也逐渐减小,但速度逐渐增大.AC解析答案总结提升返回返回总结提升合外力、加速度、速度的关系
(1)力与加速度为因果关系:力是因,加速度是果.只要物体所受的合外力不为零,就会产生加速度.加速度与合外力方向是相同的,大小与合外力成正比.
(2)力与速度无因果关系:合外力方向与速度方向可以同向,可以反向.合外力方向与速度方向同向时,物体做加速运动,反向时物体做减速运动.
(3)两个加速度公式的区别
a= 是加速度的定义式,是比值定义法定义的物理量,a与v、Δv、Δt均无关;a= 是加速度的决定式,加速度由其受到的合外力和质量决定.知识梳理二、牛顿第二定律的简单应用1.解题步骤
(1)确定研究对象.
(2)进行受力分析和运动情况分析,作出受力和运动的示意图.
(3)求合力F或加速度a.
(4)根据 列方程求解.
2.解题方法
(1)矢量合成法:若物体只受两个力作用时,应用 求这两个力的合外力,加速度的方向即是物体所受 的方向.F=ma平行四边形定则合外力答案(2)正交分解法:当物体受多个力作用时,常用 求物体的合外力.
①建立坐标系时,通常选取加速度的方向作为某一坐标轴的正方向(也就是不分解加速度),将物体所受的力正交分解后,列出方程Fx=ma,Fy=0.
②特殊情况下,若物体的受力都在两个互相垂直的方向上,也可将坐标轴建立在力的方向上,正交分解加速度a.根据牛顿第二定律列方程 求解.正交分解法答案典例精析例3 如图1所示,沿水平方向做匀变速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向成37°角,小球和车厢相对静止,小球的质量为1 kg.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图1(1)求车厢运动的加速度并说明车厢的运动情况;解析答案解析 解法一(合成法)
(1)小球和车厢相对静止,它们的加速度相同.以小球为研究对象,对小球进行受力分析如图所示,小球所受合力为F合=mgtan 37°.解析答案解法二(正交分解法)
(1)建立直角坐标系如图所示,正交分解各力,根据牛顿第二定律列方程得x方向Tx=ma
y方向:Ty-mg=0
即Tsin 37°=ma
Tcos 37°-mg=0加速度方向水平向右.车厢的加速度与小球相同,车厢做的是水平向右的匀加速直线运动或水平向左的匀减速直线运动.解析答案答案 7.5 m/s2,方向水平向右 车厢可能水平向右做匀加速直线运动或水平向左做匀减速直线运动图1(2)求悬线对小球的拉力大小.解析答案解析 解法一(合成法)解析答案解法二(正交分解法)由(1)中所列方程解得悬线对球的拉力大小为答案 12.5 N例4 如图2所示,质量为m的物体沿倾角为θ的斜面匀加速下滑,设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,此时物体的加速度的大小为a1;若物体m上再放另一质量为m′的物体,它们一起运动的加速度大小为a2;若物体m上施加一个竖直向下、大小等于m′g的力F,此时下滑的加速度大小为a3.则a1、a2、a3大小的关系是(  )A.a3>a1>a2 B.a1=a2C.a1a2图2解析答案返回解析 当物体m沿斜面加速下滑时,对物体进行受力分析,如图所示.x轴:mgsin θ-f1=ma1①
y轴:N1=mgcos θ②
f1=μN1③
由①②③联立,得a1=gsin θ-μgcos θ
当物体m上再放一物体m′时,对m、m′组成的整体进行受力分析,如图所示解析答案x轴:(m′+m)gsin θ-f2=(m′+m)a2④
y轴:N2=(m+m′)gcos θ⑤
f2=μN2⑥
由④⑤⑥联立,得a2=gsin θ-μgcos θ
当物体m上施加一个竖直向下、大小等于m′g的力F时,对物体m进行受力分析,如图所示解析答案x轴:(mg+F)sin θ-f3=ma3⑦
y轴:N3=(mg+F)cos θ⑧
f3=μN3⑨返回因为mgsin θ>μmgcos θ,即sin θ>μcos θ
所以a3>gsin θ-μgcos θ
即a1=a2答案 B三、力学单位制知识梳理1.基本单位:物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量的 关系.在物理学中,先选定几个物理量的单位作为基本单位.
2.导出单位:根据物理公式中其他物理量和这几个物理量的关系,导出来的单位叫 .
3.单位制: 和 一起组成了单位制.
4.在力学中,选定 、 和 这三个物理量的单位作为基本单位.在国际单位制中,它们的单位分别是 、 、 .答案单位导出单位 基本单位导出单位长度质量时间米千克秒【深度思考】(1)赛车比赛中两辆摩托车的速度分别为v1=160 km/h,v2=50 m/s,甲同学说v1>v2,乙同学说v1v1.答案(2)某同学在一次运算中,得出了物体位移x的大小与质量m、速度v、作用力F和运动时间t的关系式为x= ,你认为他的这个结果正确吗?为什么?答案典例精析例5 一列质量为103 t的列车,机车牵引力为3.5×105 N,运动中所受阻力为车重的0.01倍.列车由静止开始做匀加速直线运动,速度变为180 km/h需多长时间?此过程中前进了多远距离?(g取10 m/s2)解析答案总结提升返回解析 列车质量m=103 t=106 kg,重力G=mg=106×10 N=107 N,
运动中所受阻力f=0.01G=0.01×107 N=105 N.
设列车匀加速运动的加速度为a.
由牛顿第二定律得F牵-f=ma,答案 200 s 5 km总结提升返回总结提升(1)单位制可以简化计算过程,计算时首先将各物理量的单位统一到国际单位制中,用国际单位制中的基本单位和导出单位表示,这样就可以省去计算过程中单位的代入,只在数字后面写上相应待求量的单位即可,从而使计算简便.
(2)单位制可检查物理量关系式的正误,根据物理量的单位,如果发现某公式在单位上有问题,或者所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的.
(3)比较某个物理量不同值的大小时,必须先把它们的单位统一到同一单位制中,再根据数值来比较. 对点检测 自查自纠1234解析答案1234答案 CD12342.(对牛顿第二定律的理解)(多选)静止在光滑水平地面上的物体,受到一个水平拉力的作用,以下说法正确的是(  )
A.当力刚开始作用的瞬间,物体立即获得加速度,但速度仍为零
B.当力刚开始作用的瞬间,物体同时获得速度和加速度
C.物体运动起来后,拉力变小时,物体一定减速
D.物体运动起来后,拉力反向,物体的加速度立即反向解析 当力刚开始作用的瞬间,根据牛顿第二定律,物体立即获得加速度,但速度仍为零,故A对,B错;
物体运动起来后,拉力变小时,加速度变小,速度仍然增大,故C错;
拉力反向,加速度也立即反向,故D对.AD解析答案12343.(牛顿第二定律的简单应用)
在静止的车厢内,用细绳a和b系住一个小球,绳a斜向上拉,绳b水平拉,如图3所示.现让车从静止开始向右做匀加速运动,小球相对于车厢的位置不变,与小车静止时相比,绳a、b的拉力Fa、Fb变化情况是(  )图3A.Fa变大,Fb不变
B.Fa变大,Fb变小
C.Fa不变,Fb变小
D.Fa不变,Fb变大解析答案解析 以小球为研究对象,分析受力情况,如图所示,
根据牛顿第二定律得:水平方向:Fasin α-Fb=ma①
竖直方向:Facos α-mg=0②
由题,α不变,由②分析得知Fa不变.
由①得知,Fb=Fasin α-ma答案 C12341234返回4.(力学单位制的理解与应用)(多选)关于力学单位制,下列说法正确的是(  )
A.kg、m/s、N是导出单位
B.kg、m、s是基本单位
C.使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N
D.只有在国际单位制中,牛顿第二定律的表达式才是F=ma 解析答案解析 所谓导出单位,是利用物理公式和基本单位推导出来的,力学中的基本单位只有三个,即kg、m、s,其他单位都是由这三个基本单位推导出来的,如“牛顿”(N)是导出单位,即1 N=1 kg·m/s2(即F=ma),所以A项错误,B、C项正确;
在牛顿第二定律的表达式中,F=ma(k=1)只有在所有物理量都采用国际单位制时才能成立,D项正确.
答案 BCD返回1234课件24张PPT。4 牛顿第三定律第三章 牛顿运动定律1.知道力的作用是相互的,理解作用力和反作用力的概念.
2.理解牛顿第三定律的确切含义,会用它解决简单的问题.
3.会区分一对平衡力与一对作用力和反作用力.
4.认识反冲现象,了解火箭升空的原理.目标定位二、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较栏目索引一、作用力与反作用力、牛顿第三定律和反冲现象对点检测 自查自纠一、作用力与反作用力、牛顿第三定律和反冲现象知识梳理1.作用力与反作用力
两个物体间 的一对力叫做作用力和反作用力.若把其中一个力叫做作用力,则另一个力就叫做这个力的 .
2.牛顿第三定律
(1)内容:两个物体之间的作用力(F)和反作用力(F′)总是 、 ,且作用在同一条直线上.
(2)表达式:F=-F′,负号表示作用力F与反作用力F′的 .答案反作用力相互作用大小相等方向相反方向相反答案(3)对作用力和反作用力的理解
“四同”表示:
①同大小:大小 .
②同直线:作用在同一条直线上.
③同存亡:同时产生、同时消失、同时变化.
④同类型:作用力和反作用力总是 (填“同一”或“不同”)种类的力.比如作用力是弹力、反作用力也是 ;作用力是 、反作用力也是摩擦力;作用力是引力、反作用力也是 .相等同一弹力摩擦力引力“三异”表示:
①异向:方向 .
②异体:作用在 (填“同一”或“不同”)的物体上.
③异效:在不同的物体上分别产生 (填“同一”或“不同”)的作用效果, (填“能”或“不能”)相互抵消,因此,不能认为作用力和反作用力的合力为零.答案相反不同不同不能答案3.反冲现象
(1)反冲现象:当物体中的一部分向某方向抛出时,其余部分就会
运动,这种现象叫做反冲.
(2)火箭升空的原理:燃料被点燃后,就会产生急剧膨胀的燃气,舱壁对这部分燃气的作用力使气体从 喷出,燃气对火箭的反作用力把火箭推上太空.同时向相反方向火箭尾部【深度思考】拔河比赛时,甲队胜了乙队,是不是甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力呢?试分析甲队胜利的原因.答案 不是.无论哪队胜,甲对乙的拉力都等于乙对甲的拉力.甲队胜是因为地面对甲的摩擦力大于乙对甲的拉力.答案典例精析例1 如图1所示,我国有一种传统的民族体育项目叫做“押加”,实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是(  )解析答案图2 A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜
B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小等于乙对甲的
拉力大小
C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地
面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜解析 物体的运动状态是由其自身的受力情况决定的,只有当物体所受的合外力不为零时,物体的运动状态才会改变,不论物体处于何种状态,物体间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,由于它们作用在不同的物体上,其效果可以不同.甲加速前进的原因是甲受到的地面的摩擦力大于绳子对甲的拉力;乙加速后退的原因是绳子对乙的拉力大于乙受到的地面的摩擦力;但是,根据牛顿第三定律,甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小.B、D正确.
答案 BD例2 质量为M的人站在地面上,用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下,如图2所示,若重物以加速度a下降(aC.(M-m)g+ma D.Mg-ma知识梳理二、一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较答案相等相反两个一个一定不一定简记为:作用力和反作用力是“异体、同类、同存,不同效”;平衡力是“同体、可异、非同存、效果抵消”.【深度思考】如图3所示,物体P用水平作用力F压在竖直的墙上,沿墙匀速下滑,物体P受几个力的作用?有几对平衡力?有几对作用力和反作用力?答案 对P进行受力分析可知P受四个力的作用,其中F和N、f和mg是两对平衡力,且每个力都有其对应的反作用力,共四对作用力和反作用力.答案图3典例精析例3 两个小球A和B,中间用弹簧连接,并用细绳悬挂于天花板下,如图4所示,下列说法正确的是(  )解析答案总结提升图5 A.绳对A的拉力和弹簧对A的拉力是一对平衡力
B.弹簧对A的拉力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作
用力
C.弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作
用力
D.B的重力和弹簧对B的拉力是一对作用力与反作用力解析 绳对A的拉力和弹簧对A的拉力大小不相等,不是平衡力,A错误;
作用力和反作用力是作用在相互作用的两个物体之间的力,弹簧对B的拉力和B对弹簧的拉力是一对作用力与反作用力,B错误,C正确;
B受到的重力和弹簧对B的拉力是一对平衡力,D错误.
答案 C总结提升总结提升区别作用力、反作用力和平衡力的方法
(1)作用力和反作用力作用在两个物体上,平衡力作用在一个物体上.
(2)作用力和反作用力只涉及两个相互作用的物体,是甲物体对乙物体,乙物体对甲物体的关系;一对平衡力涉及三个物体,即两个施力物体同时作用在平衡的物体上.针对训练 在日常生活中,小巧美观的冰箱贴使用广泛.一磁性冰箱贴贴在冰箱的竖直表面上静止不动时,下列说法正确的是(  )
A.冰箱贴受三个力的作用,其中有一对是平衡力
B.冰箱贴受四个力的作用,其中有两对是作用力和反作用力
C.冰箱贴受到的磁力和它受到的弹力是一对作用力与反作用力
D.冰箱贴受到的磁力和它受到的弹力是一对平衡力解析答案返回解析 冰箱贴静止不动,受力平衡,共受重力、弹力、磁力和摩擦力四个力的作用,有四对作用力和反作用力,其中它受到的磁力和受到的弹力是一对平衡力,重力和摩擦力是一对平衡力,故A、B、C错误,D正确.D 对点检测 自查自纠12341.(作用力和反作用力)(多选)2013年12月2日,“长征三号乙”运载火箭点火起飞,成功将“嫦娥三号”月球探测器送入太空.下面关于卫星与火箭上天的情形叙述正确的是(  )
A.火箭尾部向外喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火
箭获得了向上的推力
B.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行
的动力
C.火箭飞出大气层后,由于没有了空气,火箭虽然向后喷气,但也无法获得前进
的动力
D.卫星进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力解析答案解析 火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体.火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推动力.此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层、是否存在空气无关,B、C错误,A正确.卫星进入运行轨道之后,卫星与地球之间依然存在相互吸引力,即地球吸引卫星,卫星吸引地球,这是一对作用力和反作用力,D正确.
答案 AD123412342.(对牛顿第三定律的理解)汽车拉着拖车前进,汽车对拖车的作用力大小为F,拖车对汽车的作用力大小为T.关于F与T的关系,下列说法正确的是(  )
A.汽车加速前进时F大于T,汽车减速前进时F小于T
B.只有汽车匀速前进时F才等于T
C.无论汽车加速、减速还是匀速前进,F始终等于T
D.汽车对拖车的作用力F比拖车对汽车的作用力T较早产生解析答案解析 汽车拉拖车的力和拖车拉汽车的力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,同时产生,同时消失,与运动的状态无关.无论汽车加速、减速还是匀速前进,F始终等于T.故A、B、D错误,C正确.C12343.(对牛顿第三定律的简单应用)如图5为马戏团中猴子爬杆的装置.已知底座连同直杆总质量为20 kg,猴子质量为5 kg,现让猴子沿杆以1 m/s2的加速度从杆底部向上爬,设猴子与杆之间的作用力为恒力,则底座对水平面的压力为多大?(g取10 m/s2) 图5解析 设猴子向上加速爬时受到杆向上的力为F,猴子质量为m,杆及底座质量为M,则对猴子由牛顿第二定律得F-mg=ma,得F=m(g+a)=55 N,根据牛顿第三定律,知猴子对杆向下的力F′=F=55 N,所以底座对水平面的压力为N=F′+Mg=255 N.
答案 255 N解析答案1234返回4.(一对作用力与反作用力和一对平衡力的比较)下列关于作用力、反作用力和一对平衡力的认识正确的是(  )
A.一对平衡力的合力为零,作用效果相互抵消,一对作用力与反作用力
的合力也为零,作用效果也相互抵消
B.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且力的种类相同,
平衡力的种类却不一定相同
C.作用力和反作用力同时产生、同时变化、同时消失,且一对平衡力也
是如此
D.先有作用力,接着才有反作用力,一对平衡力都是同时作用在同一个
物体上解析答案解析 作用力和反作用力受力物体是两个,故不能求合力,作用效果不能抵消,故A错.
作用力与反作用力具有同时性,种类也一定相同,而平衡力不具有同时性,故B正确,C、D错误.
答案 B返回1234课件32张PPT。5 牛顿运动定律的应用第三章 牛顿运动定律1.明确动力学的两类基本问题.
2.掌握应用牛顿运动定律解题的基本思路和方法.目标定位二、从运动情况确定受力三、多过程问题分析栏目索引一、从受力确定运动情况对点检测 自查自纠一、从受力确定运动情况知识梳理1.解题步骤
(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力分析图.
(2)根据力的合成与分解,求合力(包括大小和方向).
(3)根据 列方程,求加速度.
(4)结合物体运动的初始条件,选择 公式,求运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动时间等.答案牛顿第二定律运动学2.流程典例精析例1 在平直的公路上,一辆汽车正以32 m/s的速度匀速行驶,因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下.已知汽车的质量为1.5×103 kg,刹车时汽车所受的阻力为1.2×104 N.求:
(1)刹车时汽车的加速度大小;解析答案答案 8 m/s2 (2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;解析答案(3)从开始刹车到最终停下,汽车前进的距离.答案 4 s答案 64 m针对训练1 如图1所示,质量m=2 kg的物体静止在水平地面上,物体与水平面间的滑动摩擦力大小等于它们间弹力的0.25倍,现对物体施加一个大小F=8 N、与水平方向成θ=37°角斜向上的拉力,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.求:
(1)画出物体的受力图,并求出物体的加速度;解析答案图1解析 对物体受力分析如图:
由牛顿第二定律得:Fcos θ-f=ma
Fsin θ+N=mg
f=μN
解得:a=1.3 m/s2,方向水平向右.答案  见解析图 1.3 m/s2,方向水平向右解析答案返回图1(2)物体在拉力作用下5 s末的速度大小;(3)物体在拉力作用下5 s内通过的位移大小.解析 vt=at=1.3×5 m/s=6.5 m/s.
答案  6.5 m/s解析 x= at2= ×1.3×52 m=16.25 m.
答案  16.25 m知识梳理二、从运动情况确定受力1.解题步骤
(1)确定研究对象;对研究对象进行受力分析,画出力的示意图;
(2)选取合适的 公式,求加速度a;
(3)根据 列方程,求合力;
(4)根据力的合成与分解的方法,由合力求所需的力.
2.流程
运动情况 a 受力情况.答案运动学牛顿第二定律典例精析例2 民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,发生意外情况的飞机着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来.若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0 m,构成斜面的气囊长度为5.0 m.要求紧急疏散时,乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0 s(g取10 m/s2),则:
(1)乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?解析答案解析 由题意可知,h=4.0 m,L=5.0 m,t=2.0 s.
设斜面倾角为θ,则答案 2.5 m/s2(2)气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?解析答案解析 在乘客下滑过程中,对乘客受力分析如图所示,沿x轴方向有mgsin θ-f=ma, 沿y轴方向有N-mgcos θ=0,
又f=μN,联立方程解得答案 0.92针对训练1 假设质量为5.0 kg的物体,从离地面36 m高处,由静止开始加速下落,下落过程中阻力恒定,经3 s落地.试求:(g取10 m/s2)
(1)物体下落的加速度的大小;解析答案解析 物体下落过程中做初速度为零的匀加速运动,(2)下落过程中物体所受阻力的大小.解析 根据牛顿第二定律可得
mg-f=ma,
故f=mg-ma=10 N.
答案 10 N答案 8 m/s2返回三、多过程问题分析例3 如图2所示,ACD是一滑雪场示意图,其中AC是长L=8 m、倾角θ=37°的斜坡,CD段是与斜坡平滑连接的水平面.人从A点由静止下滑,经过C点时速度大小不变,又在水平面上滑行一段距离后停下.人与接触面间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计空气阻力.(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)求:图2(1)人从斜坡顶端A滑至底端C所用的时间;典例精析解析答案解析 人在斜坡上下滑时,受力如图所示
设人沿斜坡下滑的加速度为a,沿斜坡方向,
由牛顿第二定律得
mgsin θ-f=ma f=μN
垂直于斜坡方向有N-mgcos θ=0联立以上各式得
a=gsin θ-μgcos θ=4 m/s2
t=2 s.
答案 2 s 解析 人在水平面上滑行时,水平方向只受到地面的摩擦力作用.
设人在水平面上减速运动的加速度为a′,
由牛顿第二定律得μmg=ma′
设人到达C处的速度为v,则由匀变速运动规律得
下滑过程:v2=2aL
水平面上:0-v2=-2a′x
联立以上各式解得x=12.8 m.
答案 12.8 m(2)人在离C点多远处停下?解析答案总结提升总结提升(1)当题目给出的物理过程较复杂,由多个过程组成时,要明确整个过程由几个子过程组成,将过程合理分段,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.
联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度,另外还有位移关系等.
(2)注意:由于不同过程中力发生了变化,所以加速度也会发生变化,所以对每一过程都要分别进行受力分析,分别求加速度.针对训练2 质量为2 kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图像如图3所示.g取10 m/s2,求:解析答案图3(1)物体与水平面间的动摩擦因数μ;解析  设物体做匀减速直线运动的时间为Δt2、初速度为v20、末速度为v2t、加速度为a2,则设物体所受的摩擦力为f,根据牛顿第二定律,有
f=ma2,f=-μmg答案 0.2 (2)水平推力F的大小;解析答案解析  设物体做匀加速直线运动的时间为Δt1,初速度为v10,末速度为v1t,加速度为a1答案 6 N(3)0~10 s内物体运动位移的大小.解析答案返回 对点检测 自查自纠12341.(从受力情况确定运动情况)一个滑雪运动员从静止开始沿山坡滑下,山坡的倾角θ=37°,如图4所示,滑雪板与雪地间的动摩擦因数是0.04,求5 s内滑下来的路程和5 s末的速度大小.(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图4解析答案123解析 以滑雪运动员为研究对象,受力情况如图所示.研究对象的运动状态为:垂直于山坡方向,处于平衡;沿山坡方向,做匀加速直线运动.
将重力mg分解为垂直于山坡方向和沿山坡方向,据牛顿第二定律列方程:
N-mgcos θ=0①
mgsin θ-f=ma②
又因为f=μN③41232.(从运动情况确定受力情况)“歼十”战机装备我军后,在各项军事演习中表现优异,引起了世界的广泛关注.如图5所示,一架质量m=5.0×103 kg的“歼十”战机,从静止开始在机场的跑道上滑行,经过距离x=5.0×102 m,达到起飞速度v=60 m/s.在这个过程中飞机受到的平均阻力是飞机重量的0.02倍.求飞机滑行时受到的牵引力多大?(g取10 m/s2)解析答案图54解析 滑行过程,飞机受重力G、支持力N、牵引力F、阻力f四个力作用,在水平方向上,由牛顿第二定律得:
F-f=ma
f=0.02mg
飞机匀加速滑行v2-0=2ax
解得a=3.6 m/s2
F=1.9×104 N.
答案 1.9×104 N12341233.(多过程问题分析)静止在水平面上的物体的质量为2 kg,在水平恒力F推动下开始运动,4 s末它的速度达到4 m/s,此时将力撤去,又经6 s物体停下来,若物体与地面的动摩擦因数不变,求F的大小.解析答案4解析 前4 s物体做匀加速直线运动,1234物体在水平方向受恒力F和摩擦力f,由牛顿第二定律得:F-f=ma1②123返回4.(多过程问题分析)物体以12 m/s的初速度从斜面底端冲上倾角为37°的斜坡,已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.25(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)物体沿斜面上滑的最大位移;解析答案4解析 物体上滑时受力分析如图甲所示,1234垂直于斜面方向:N=mgcos 37°
平行于斜面方向:f+mgsin 37°=ma1
又f=μN
由以上各式解得物体上滑时的加速度大小:a1=gsin 37°+μgcos 37°=8 m/s2
物体沿斜面上滑时做匀减速直线运动,速度为0时在斜面上有最大的位移答案 9 m 解析 物体下滑时受力分析如图乙所示(2)物体再滑到斜面底端时的速度大小.解析答案1234垂直于斜面方向:N=mgcos 37°
平行于斜面方向:mgsin 37°-f′=ma2
又f′=μN
由以上各式解得物体下滑时的加速度大小:a2=gsin 37°-μgcos 37°=4 m/s2返回课件29张PPT。6 超重与失重第三章 牛顿运动定律1.知道超重、失重和完全失重现象,会根据条件判断超重、失重现象.
2.能够运用牛顿运动定律分析超重和失重现象.目标定位二、用牛顿运动定律分析超重和失重现象栏目索引一、超重和失重对点检测 自查自纠一、超重和失重知识梳理1.几个概念
(1)超重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象,称为超重现象.
(2)失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力) 物体所受重力的现象,称为失重现象.
(3)完全失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)等于 的现象.
(4)实重:物体实际所受的 .物体所受重力 (填“会”或“不会”)因物体运动状态的变化而变化. 答案大于小于零重力不会答案(5)视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将 (填“等于”或“不等于”)物体的重力,此时弹簧测力计或台秤的示数叫物体的视重.不等于答案2.判断物体超重与失重的方法
(1)从受力的角度判断:
超重:物体所受向上的拉力(或支持力) (填“大于”或“小于”)重力,即视重大于实重.
失重:物体所受向上的拉力(或支持力) (填“大于”或
“小于”)重力,即视重小于实重.
完全失重:物体对悬挂物的拉力(或对支持物的压力)为 ,即视重为零.大于小于零答案(2)从加速度的角度判断:
①当物体的加速度方向 (填“向上”或“向下”)〔或竖直分量 (填“向上”或“向下”)〕时,处于超重状态.
根据牛顿第二定律:N-mg=ma,此时N>mg,即处于超重状态.
②当物体的加速度方向 (填“向上”或“向下”)〔或竖直分量 (填“向上”或“向下”)〕时,处于失重状态.
根据牛顿第二定律:mg-N=ma,此时N③当物体的加速度为 时,处于完全失重状态,根据牛顿第二定律:mg-N=ma,此时N=0,即a=g.向上向上向下向下g【深度思考】(1)有人说:“在很高的山顶上,物体所受的重力要小于它在海平面上所受的重力,这种现象也是失重!”这种说法正确吗?答案 不正确,这不是失重.失重的本质是重力不变,而“视重”减小.在很高的山上,物体所受的重力减小,是由于地球对它的吸引力减小了.答案(2)物体超重时一定向上运动,失重时一定向下运动吗?答案 不一定.物体处于超重还是失重状态,与物体的运动方向无关,只取决于加速度方向.答案典例精析例1 关于超重和失重,下列说法正确的是(  )
A.物体处于超重状态时,物体一定在上升
B.物体处于失重状态时,物体可能在上升
C.物体处于完全失重状态时,地球对它的引力就消失了
D.物体处于完全失重状态时,它所受到的合外力为零解析答案解析 物体处于超重状态时,具有向上的加速度,但其运动方向不确定,可能向上加速,也可能向下减速,A错误;
物体处于失重或者是完全失重状态时,具有向下的加速度,可能向下加速,也可能向上减速,B正确;
完全失重时,物体仍受到地球对它的吸引力,即受到重力的作用,合外力不为零,C、D错误.B总结提升总结提升(1)物体处于超重还是失重状态,只取决于加速度的方向,与物体的运动方向无关.
(2)发生超重和失重时,物体所受的重力并没有变化.
(3)发生完全失重现象时,与重力有关的一切现象都将消失.比如物体对支持物无压力、摆钟将停止摆动……,靠重力使用的仪器也不能再使用(如天平).只受重力作用的一切抛体运动,都处于完全失重状态.例2 在升降电梯内的地面上放一体重计,电梯静止时,晓敏同学站在体重计上,体重计示数为50 kg,电梯运动过程中,某一段时间内晓敏同学发现体重计示数如图1所示,在这段时间内下列说法正确的是(  )图1A.晓敏同学所受的重力变小了
B.晓敏对体重计的压力小于晓敏的重力
C.电梯一定在竖直向下运动
D.电梯的加速度大小为 ,方向一定竖直向下解析答案解析 晓敏在这段时间内处于失重状态,是由于晓敏对体重计的压力变小了,而晓敏的重力没有改变,A错误,B正确;
人处于失重状态,加速度向下,运动方向可能向上减速,也可能向下加速,故C错误;答案 BD例3 如图2所示,A、B两人用安全带连接在一起,从飞机上跳下进行双人跳伞运动,降落伞未打开时不计空气阻力.下列说法正确的是(  )解析答案图2A.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力
一定为零
B.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力
大于B的重力
C.在降落伞未打开的下降过程中,安全带的作用力
等于B的重力
D.在降落伞打开后减速下降过程中,安全带的作用
力小于B的重力返回解析 据题意,降落伞未打开时,A、B两人一起做自由落体运动,处于完全失重状态,则A、B之间安全带的作用力为0,A正确,B、C错误;
降落伞打开后,A、B减速下降,加速度向上,则A、B处于超重状态,对B有:T-mg=ma,即T=mg+ma>mg,故D错误.
答案 A返回知识梳理二、用牛顿运动定律分析超重和失重现象典例精析例4 在升降机中,一个人站在磅秤上,发现自己的体重减轻了20%,于是他作出下列判断,其中正确的是(  )
A.升降机以0.8g的加速度加速上升
B.升降机以0.2g的加速度加速下降
C.升降机以0.2g的加速度减速上升
D.升降机以0.8g的加速度减速下降解析答案解析 若a=0.8g,方向竖直向上,由牛顿第二定律有F-mg=ma得F=1.8mg,其中F为人的视重,即人此时处于超重状态,A、D错误;答案 BC针对训练 如图3所示,挂有一条鱼的弹簧测力计悬在电梯顶部,鱼的质量为m,当地的重力加速度为g,在电梯运行过程中,弹簧测力计示数为F,则(  )解析答案返回图3A.若F=mg,则电梯一定在匀速运动
B.若F>mg,则电梯一定在加速上升
C.若F>mg,则电梯一定在减速上升
D.若F<mg,则电梯一定在减速上升解析 F>mg,电梯超重,可能加速上升也可能减速下降;F<mg是失重状态,电梯可能加速下降或减速上升.
答案 A返回 对点检测 自查自纠12341.(对超重和失重的理解)(多选)在沈阳奥体中心进行的第十二届全运会女子跳高决赛中,福建名将郑幸娟以1米92的成绩成功卫冕.图4为郑幸娟在本届全运会上以背越式成功地跳过了1.92米的高度.若忽略空气阻力,g取10 m/s2.则下列说法正确的是(  )图4解析答案A.郑幸娟下降过程处于失重状态
B.郑幸娟下降过程处于超重状态
C.郑幸娟起跳以后在上升过程中处于超重状态
D.郑幸娟起跳时地面对她的支持力大于她的重力123解析 郑幸娟在整个跳高过程中,只受重力作用,处于失重状态,故A正确,B、C错误;
起跳时,有向上的加速度,则地面对她的支持力大于她的重力,故D正确.
答案 AD41232.(对超重和失重的理解)如图5所示,为一物体随升降机由一楼运动到某高层的过程中的v-t图像,则(  )解析答案4图5A.物体在0~2 s内处于失重状态
B.物体在2~4 s内处于超重状态
C.物体在4~5 s内处于失重状态
D.由于物体的质量未知,所以无法判断超重、
失重状态解析 从加速度的角度看,0~2 s内加速度为正,表示方向竖直向上,物体处于超重状态,A错误;
2~4 s内升降机匀速上升,加速度为零,即不超重也不失重,B错误;
4~5 s内升降机做减速上升,加速度竖直向下,处于失重状态,C正确;
不知道物体的质量,也可以通过加速度的方向来判断升降机处于失重还是超重,D错误.故选C.
答案 C12341233.(对完全失重现象的理解)如图6所示,建筑工人在砌墙时需要将砖块运送到高处,采用的方式是一工人甲在低处将一摞砖竖直向上抛出,在高处的工人乙将其接住.每块砖的质量均为m,现只考虑最上层的两块砖,不计空气阻力,下列说法正确的是(  )
A.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块处于失重状态
B.工人甲在将砖块抛出时(砖未离手)砖块间作用力等于mg
C.工人甲在将砖块抛出后,砖块处于失重状态
D.工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于mg解析答案4图6解析 工人甲在将砖块抛出时(砖未离手),砖块具有向上的加速度,处于超重状态,A错误;
由牛顿第二定律N-mg=ma,所以砖块间作用力N=m(g+a)>mg,B错误;工人甲在将砖块抛出后,砖块受重力作用具有向下的加速度,处于失重状态,C正确;
工人甲在将砖块抛出后,砖块间作用力等于0,D错误.故选C.
答案 C12341234.(用牛顿第二定律分析超重和失重现象)一个质量是60 kg的人站在升降机的地板上,升降机的顶部悬挂了一个弹簧秤,弹簧秤下面挂着一个质量为m=5 kg的物体A,当升降机向上运动时,他看到弹簧秤的示数为40 N,g取10 m/s2,求:
(1)此时升降机的加速度的大小;解析答案41234解析 弹簧秤对物体的拉力T=40 N,
对物体由牛顿第二定律可得:T-mg=ma故升降机加速度大小为2 m/s2,方向竖直向下.答案 2 m/s2(2)此时人对地板的压力.解析答案1234解析 设地板对人的支持力为N,
对人由牛顿第二定律可得:N-Mg=Ma
解得:N=Mg+Ma=[60×10+60×(-2)] N=480 N
由牛顿第三定律可得人对地板的压力为480 N.
答案 480 N返回课件36张PPT。习题课 用牛顿运动定律解决
几类典型问题第三章 牛顿运动定律1.学会分析含有弹簧的瞬时问题.
2.应用整体法和隔离法解决简单的连接体问题.
3.掌握临界问题的分析方法.目标定位二、动力学中的临界问题三、整体法与隔离法的应用四、传送带问题栏目索引一、瞬时加速度问题对点检测 自查自纠一、瞬时加速度问题知识梳理由于加速度a与合力F存在着瞬时对应关系,所以分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析该时刻前、后的受力情况及运动情况,再由 求出瞬时加速度.此类问题应注意以下两种基本模型:
1.刚性绳(或接触面):可认为是一种不发生明显形变就能产生弹力的物体.若剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要考虑形变恢复时间.
2.弹簧(或橡皮绳):此类物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间.在撤去其他力的瞬间,其弹力的大小往往可以看成 .牛顿第二定律不变答案典例精析例1 如图1所示,质量为m=1 kg的小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,此时小球处于静止平衡状态,当剪断轻绳的瞬间,取g=10 m/s2,此时轻弹簧的弹力大小为________;小球的加速度大小为________.图1解析答案解析 未剪断轻绳时,小球的受力分析如图所示,根据共点力平衡得,弹簧的弹力F=mg=10 N.
剪断轻绳的瞬间,弹簧弹力不变,则轻弹簧的弹力
F=10 N.针对训练1  (多选)质量均为m的A、B两球之间连有一轻弹簧,放在光滑的水平台面上,A球紧靠墙壁,如图2所示.今用力F将B球向左推压弹簧,静止后,突然将力F撤去的瞬间(  )图2A.A的加速度大小为
B.A的加速度为零
C.B的加速度大小为
D.B的加速度大小为解析答案返回返回解析 撤去F之前,水平方向受到推力F和弹簧的弹力作用,处于静止状态,有:F=F弹
A球受到弹簧向左的弹力和墙壁向右的支持力处于静止状态.F撤去瞬间,弹簧弹力不变,所以A球受力不变,合力仍然为零,加速度为零,A错误,B正确;知识梳理二、动力学中的临界问题1.临界问题:某种物理现象(或物理状态)刚好要发生或刚好不发生的转折状态.
2.关键词语:在动力学问题中出现的“最大”“最小”“刚好”“恰能”等词语,一般都暗示了临界状态的出现,隐含了相应的临界条件.
3.常见的三类临界问题的临界条件
(1)相互接触的两个物体将要脱离的临界条件是:相互作用的弹力为 .零答案(2)绳子松弛的临界条件是:绳的拉力为 .
(3)摩擦力发生突变的临界条件
摩擦力是被动力,由物体间的相对运动趋势决定.
①静摩擦力为 是静摩擦力方向发生变化的临界条件;
②静摩擦力 是物体间恰好保持相对静止的临界条件.零最大零答案典例精析例2 如图3所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A,绳与水平地面间的夹角α=53°,A与地面间的摩擦不计,求:(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6 )图3(1)当卡车至少以多大的加速度向左加速运动时,A对地面的压力为零?解析答案解析 设物体对地面压力为零时,具有的加速度为a0,此时物体A受力情况如图甲所示甲解析 因为a1<a0,所以物体没有离开地面,受力情况如图乙所示.由物体运动状态得
Fcos α=ma1
Fsin α+N=mg图3解析答案乙(3)当卡车的加速度a2=g时,绳的拉力多大?方向如何?图3解析答案解析 因为a2>a0,所以物体A已离开地面.设此时绳与地面成θ角返回总结提升返回总结提升在某些物理情景中,由于条件的变化,会出现两种不同状态的衔接,在这两种状态的分界处,某个(或某些)物理量可以取特定的值,例如具有最大值或最小值.三、整体法与隔离法的应用知识梳理1.在求解连接体问题时常常用到整体法与隔离法.所谓“连接体”问题,是指运动中的几个物体或上下叠放在一起、或前后挤靠在一起、或通过细绳、轻弹簧连在一起的物体组.
2.整体法:把整个连接体系统看做一个研究对象,分析整体所受的外力,运用 列方程求解.其优点在于它不涉及系统内各物体之间的相互作用力.牛顿第二定律答案3.隔离法:把系统中某一物体(或一部分)隔离出来作为一个单独的研究对象,进行受力分析,列方程求解.其优点在于将系统内物体间相互作用的内力转化为研究对象所受的外力,容易看清单个物体的受力情况或单个过程的运动情形.典例精析例3 两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图4所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对物体B的作用力等于(  )图4B解析答案返回总结提升返回总结提升当物体各部分加速度相同且不涉及求内力的情况,用整体法比较简单;若涉及物体间相互作用力时必须用隔离法.整体法与隔离法在较为复杂的问题中常常需要有机地结合起来运用,这将会更快捷有效.知识梳理四、传送带问题传送带传送货物时,一般情况下,由摩擦力提供动力,而摩擦力的性质、大小、方向和运动状态密切相关.分析传送带问题时,要结合相对运动情况,找到摩擦力发生突变的临界点是解题的关键.典例精析例4 水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.图5为一水平传送带装置示意图,绷紧的传送带AB始终保持v=1 m/s 的恒定速率运行,一质量为m=4 kg的行李无初速度地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离l=2 m.(g取10 m/s2)图5(1)求行李刚开始运动时所受的滑动摩擦力大小与加速度大小;图5解析 开始运动时滑动摩擦力f=μmg
将题给数值代入,得f=4 N
由牛顿第二定律得f=ma
代入数值,得a=1 m/s2.
答案 4 N解析答案(2)求行李在传送带上运动的时间.图5解析 设行李做匀加速运动的时间为t,行李加速运动的末速度为v=1 m/s,由v=at
代入数值,得t=1 s.
匀速运动的时间为t2解析答案答案 2.5 s针对训练2 某飞机场利用如图6所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ=30°,传送带两端A、B的距离L=10 m,传送带以v=5 m/s的恒定速度匀速向上运动.在传送带底端A轻放上一质量m=5 kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数μ= .求货物从A端运送到B端所需的时间.(g取10 m/s2)图6返回解析答案解析 以货物为研究对象,由牛顿第二定律得:
μmgcos 30°-mgsin 30°=ma
解得a=2.5 m/s2返回 对点检测 自查自纠12341.(瞬时加速度问题)如图7所示,质量分别为m和2m的A和B两球用轻弹簧连接,A球用细线悬挂起来,两球均处于静止状态,如果将悬挂A球的细线剪断,此时A和B两球的瞬时加速度aA、aB的大小分别是(  )图7A.aA=0,aB=0 B.aA=g,aB=g
C.aA=3g,aB=g D.aA=3g,aB=05解析答案解析 分析B球原来受力如图甲所示12345F′=2mg
剪断细线后弹簧形变瞬间不会恢复,故B球受力不变,aB=0.
分析A球原来受力如图乙所示
T=F+mg,F′=F,故T=3mg.
剪断细线,T变为0,F大小不变,物体A受力如图丙所示
由牛顿第二定律得:F+mg=maA,解得aA=3g.
答案 D2.(瞬时加速度问题)如图8所示,质量为m的小球用水平轻质弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为(  )图812345解析答案12345答案 B3.(动力学中的临界问题)如图9所示,质量为4 kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳与竖直方向夹角为37°.已知g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:图9(1)当汽车以a=2 m/s2的加速度向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力.12345解析答案12345解析 当汽车以a=2 m/s2的加速度向右匀减速行驶时,小球受力分析如图:
由牛顿第二定律得:Tcos θ=mg①
Tsin θ-N=ma②
联立①②代入数据得:T=50 N,N=22 N.答案 50 N 22 N(2)当汽车以a=10 m/s2向右匀减速行驶时,细线对小球的拉力和小球对车后壁的压力.图912345解析答案12345解析 当汽车以a=10 m/s2的加速度向右匀减速行驶时,设车后壁弹力为0时(临界条件)的加速度为a0,
受力分析如图所示:由牛顿第二定律得:Tsin θ=ma0③因为a=10 m/s2>a0,所以小球飞起来,N′=0
设此时绳与竖直方向的夹角为α,4.(整体法和隔离法的应用)(多选)如图10所示,质量均为m的两个木块P、Q叠放在水平地面上,P、Q接触面的倾角为θ,现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左做匀加速直线运动,下列说法正确的是(  )12345解析答案图10解析 以P、Q整体为研究对象,在竖直方向上合力为零,故N=2mg,故Q对地面的压力为2mg,故A正确;12345若P、Q之间光滑,对P受力分析,在水平方向上,由牛顿第二定律可知:mgtan θ=ma,故:a=gtan θ,故C正确;
Q与地面间为滑动摩擦力,故f=μ·2mg,摩擦力不变,故D错误.
答案 AC5.(传送带问题)一足够长的水平传送带以恒定的速度运动,现将质量为M=2 kg的小物块抛上传送带,如图11a所示.地面观察者记录了小物块抛上传送带后0~6 s内的速度随时间变化的关系,如图b所示(取向右运动的方向为正方向),g取10 m/s2.12345图11(1)指出传送带速度的大小和方向;12345解析答案(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ.解析 由题图b可知速度大小为2 m/s,方向向左.由牛顿第二定律得,滑动摩擦力-f=Ma
其中f=μN=μMg.答案 2 m/s,方向向左返回课件26张PPT。1 共点力作用下物体的平衡第四章 物体的平衡1.知道伽利略的理想实验及其推理过程,知道理想实验是科学研究的重要方法.
2.理解牛顿第一定律的内容及意义.
3.明确惯性的概念,会解释有关的惯性现象.目标定位二、正交分解法在共点力平衡问题中的应用栏目索引一、共点力作用下物体的平衡状态对点检测 自查自纠一、共点力作用下物体的平衡状态知识梳理1.物体在共点力的作用下,保持 或做 ,我们就说这个物体处于平衡状态.
2.共点力作用下物体的平衡条件
(1)平衡条件:要使物体保持平衡状态, 必须满足一定的条件,这个条件叫平衡条件.
(2)共点力作用下物体的平衡条件是:F合= .作用在物体上的几个力的合力为 ,叫做力的平衡.答案静止匀速直线运动作用在物体上的力0零答案3.推论
(1)二力平衡:若物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力一定等大、 (填“同向”或“反向”).
(2)三力平衡:若物体在三个共点力作用下处于平衡状态,则任意两个力的合力与第三个力等大、 (填“同向”或“反向”).
(3)多力平衡:若物体在n个共点力作用下处于平衡状态,则其中任意(n-1)个力的合力必定与第n个力等大、反向.
(4)三个分力的合力大小范围的确定
①最大值:当三个力 (填“同向”或“反向”)时,合力F最大,Fmax=F1+F2+F3.反向反向同向答案②最小值:a.若其中两个较小分力之和(F1+F2)大于等于第三个分力F3时,合力的最小值为 ,即Fmin= ;b.若其中两个较小分力之和(F1+F2)<F3时,合力的最小值Fmin=F3-(F1+F2).
③合力的取值范围Fmin≤F≤Fmax.零0【深度思考】竖直上抛的物体到达最高点的速度为0,物体处于静止状态吗?答案 不处于,竖直上抛的物体到达最高点时F合不等于0(受重力).答案典例精析例1 下列物体中处于平衡状态的是(  )
A.静止在粗糙斜面上的物体
B.沿光滑斜面下滑的物体
C.在平直路面上匀速行驶的汽车
D.做自由落体运动的物体在刚开始下落的瞬间解析答案解析 在共点力的作用下,物体如果处于平衡状态,则该物体必同时具有以下两个特点:从运动状态来说,物体保持静止或者匀速直线运动状态,加速度为零;从受力情况来说,合外力为零.物体在某一时刻的速度为零,并不等同于这个物体保持静止,如果物体所受的合外力不为零,它的运动状态就要发生变化,在下一个瞬间就不是静止的了,所以物体是否处于平衡状态要由物体所受的合外力和加速度判断,而不能认为物体某一时刻速度为零,就是处于平衡状态,本题的正确选项应为A、C.
答案 AC例2 已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态,现把其中一个大小为8 N的力转过90°,其余的力不变,求此时物体的合力大小.解析 物体受到100个力的作用而处于静止状态时,合力为零,其中一个大小为8 N的力与其余99个力的合力大小相等,方向相反,即99个力的合力大小为8 N,方向与8 N的力相反.将8 N的力的方向转过90°时,与其余99个力的合力的夹角为90°,根据平行四边形定则得,物体的合力为F合=8 N.解析答案例3 同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是(  )
A.3 N、4 N、5 N B.3 N、5 N、9 N
C.4 N、6 N、11 N D.5 N、6 N、12 N解析 处于静止状态的物体所受到的合力为零,根据三个共点力的合力范围可知:3 N、4 N、5 N的合力范围是0≤F合≤12 N,故A可能;
3 N、5 N、9 N的合力范围是1 N≤F合≤17 N,故B不可能;4 N、6 N、11 N的合力范围是1 N≤F合≤21 N,故C不可能;
5 N、6 N、12 N的合力范围是1 N≤F合≤23 N,故D不可能.解析答案A返回知识梳理二、正交分解法在共点力平衡问题中的应用1.当物体受到多个共点力(在同一平面内)的作用时,也可用正交分解的方法,将各个力沿选定的直角坐标轴分解(建立直角坐标系时,一般尽量使更多的力落在坐标轴上,以减少分解力的个数),然后根据Fx合=0,Fy合=0列式求解.
2.运用共点力平衡条件解题的步骤
(1)选取研究对象.
(2)对所选取的研究对象进行受力分析并画出受力分析图.
(3)对研究对象所受的力进行处理,或合成或分解或正交分解.
(4)根据F合=0或Fx合=0,Fy合=0列方程求解.典例精析例4 如图1所示,一个质量为m=2.0 kg的物体放在倾角为30°的斜面上静止不动,若用竖直向上的力F=5.0 N提物体,物体仍静止,取g=10 m/s2,下述结论正确的是(  )解析答案图1总结提升A.物体受到的合外力减小5.0 N
B.物体受到的摩擦力减小5.0 N
C.斜面受到的压力减小5.0 N
D.物体对斜面的作用力减小5.0 N解析 物体在有无拉力时,都处于静止状态,合外力都为零,故A错误;无拉力时对物体受力分析,受重力、支持力和静摩擦力,如图甲,根据共点力平衡条件,有f=mgsin θ,N=mgcos θ有拉力F作用后,再次对物体受力分析,受到拉力、重力、支持力和静摩擦力,如图乙解析答案根据共点力平衡条件,有f1=(mg-F)sin θ,N1=(mg-F)cos θ总结提升总结提升1.解物体在三个以上共点力作用下的平衡问题,一般不选择合成法,而是选择正交分解法,既方便又不易出错.
2.正交分解形式的平衡问题,若涉及滑动摩擦力则一般有三个方程:一是Fx=0,二是Fy=0,三是f=μN.针对训练 拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图2所示).设拖把头的质量为m,拖杆质量可忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ.若拖把头在地板上匀速移动,求推拖把的力的大小.解析答案返回图2解析 设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把.将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,根据平衡条件有返回Fcos θ+mg=N
Fsin θ=f
式中N和f分别为地板对拖把的支持力和摩擦力,又因为
f=μN
联立以上三式得 对点检测 自查自纠12341.(对平衡状态的理解)关于物体的平衡,下列说法正确的是(  )
A.如果物体所受合力等于零,则一定处于静止状态
B.如果物体所受合力等于零,则一定处于匀速直线运动状态
C.只要物体速度等于零,物体就处于平衡状态
D.如果物体受到共点力作用而处于平衡状态,则合力一定为零解析答案1234解析 物体所受合力等于零,则物体处于静止状态或匀速直线运动状态,因此,A、B均错;
物体速度为零时,合力可能不为零,如竖直上抛物体到达最高点的瞬间,故C错.
答案 D12342.(共点力作用下物体的平衡条件)如图3所示,某个物体在F1、F2、F3、F4四个力的作用下处于静止状态,若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变,其余三个力的大小和方向均不变,则此时物体所受到的合力大小为(  )解析答案图31234解析 由共点力的平衡条件可知,F1、F2、F3的合力应与F4等大反向,当F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变时,F1、F2、F3的合力的大小仍为F4,但方向与F4成120°角,由平行四边形定则可得,此时物体所受的合力大小为F4,所以本题正确的选项应为C.
答案 C12343.(共点力作用下物体的平衡条件)如图4所示,某工人正在修理草坪,推力F与水平方向成α角,割草机沿水平方向做匀速直线运动,则割草机所受阻力的大小为(  )解析答案图41234解析 割草机沿水平方向做匀速直线运动,四个力的合力为零,受力如图,则有f=Fcos α.
答案 B1234返回4.(利用正交分解法求解物体的平衡问题)如图5所示.一个与竖直方向间夹角α=30°的斜向推力F能使一块重G=100 N的物体贴着光滑的竖直墙面匀速上行,则推力F大小为多大?此时墙受到的压力N大小为多大?解析答案图51234返回解析 以A为研究对象,受力如图所示,建立直角坐标系,
由平衡条件知:N=Fsin 30°①
Fcos 30°=G②
①②联立得F≈115.5 N,N≈57.7 N;
由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是N′=N=57.7 N.答案 115.5 N 57.7 N课件29张PPT。2 共点力平衡条件的应用第四章 物体的平衡3 平衡的稳定性(选学)1.进一步理解共点力作用下物体的平衡条件.
2.掌握利用平衡条件解决物体平衡问题的思路、方法,提高解决物理问题的能力.
3.了解平衡的分类和稳度.目标定位二、解共点力平衡问题的一般步骤栏目索引一、三角形法解平衡问题对点检测 自查自纠三、平衡的分类一、三角形法解平衡问题知识梳理1.矢量三角形法
一个物体受三个力作用而平衡时,则其中任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向 (填“相同”或“相反”),且这三个力首尾相接构成封闭三角形.可以通过解三角形求解相应力的大小和方向.当这三个力组成含有特殊角(90°、60°、45°)的直角三角形时尤为简单.答案相反2.矢量图解法
当物体所受的力变化时,根据物体的受力特点进行受力分析,画出平行四边形或三角形,注意明确各个力的变化量和不变量,结合数学规律对比分析,使动态问题静态化、抽象问题形象化,问题将变得易于分析处理.例1 在科学研究中,可以用风力仪直接测量风力的大小,其原理如图1所示.仪器中一根轻质金属丝,悬挂着一个金属球.无风时,金属丝竖直下垂;当受到沿水平方向吹来的风时,金属丝偏离竖直方向一个角度.风力越大,偏角越大,通过传感器,就可以根据偏角的大小指示出风力的大小,那么风力大小F跟金属球的质量m、偏角θ之间有什么样的关系呢?(试用三角形法和正交分解法两种方法求解)图1解析答案解析 取金属球为研究对象,有风时,它受到三个力的作用:重力mg、水平方向的风力F和金属丝的拉力T,如图甲所示.这三个力是共点力,在这三个共点力的作用下金属球处于平衡状态,则这三个力的合力为零,可以根据任意两力的合力与第三个力等大、反向求解,也可以用正交分解法求解.甲解析答案方法一 力的三角形法
如图乙所示,风力F和拉力T的合力与重力等大反向,由矢量三角形可得:F=mgtan θ.方法二 正交分解法
以金属球为坐标原点,取水平方向为x轴,竖直方向为y轴,建立直角坐标系,如图丙所示.
由水平方向的合力F合x和竖直方向的合力F合y分别等于零,即
F合x=Tsin θ-F=0,
F合y=Tcos θ-mg=0,解析答案解得F=mgtan θ.由所得结果可见,当金属球的质量m一定时,风力F只跟偏角θ有关.因此,根据偏角θ的大小就可以指示出风力的大小.
答案 F=mgtan θ例2 如图2所示,用不可伸长的轻绳AC和BC吊起一质量不计的沙袋,绳AC和BC与天花板的夹角分别为60°和30°.现缓慢往沙袋中注入沙子.重力加速度g取10 m/s2.
(1)当注入沙袋中沙子的质量m=10 kg时,
求绳AC和BC上的拉力大小TAC和TBC;图2解析答案解析 装置受力图如图所示T=mg答案 86.6 N 50 N(2)若AC能承受的最大拉力为150 N,BC能承受的最大拉力为100 N,为使绳子不断裂,求注入沙袋中沙子质量的最大值M.解析答案而TACmax=150 N,TBCmax=100 N例3 如图3所示,用竖直挡板将小球夹在挡板和光滑斜面之间,若缓慢转动挡板,使其由竖直转至水平的过程中,则以下说法正确的是(  )图3A.挡板对小球的压力先增大后减小
B.挡板对小球的压力先减小后增大
C.斜面对小球的支持力先减小后增大
D.斜面对小球的支持力一直减小解析答案总结提升返回解析 取小球为研究对象,小球受到重力G、挡板给小球的支持力N1和斜面给小球的支持力N2三个力作用,如图所示,N1和N2的合力与重力大小相等、方向相反,N2总垂直接触面(斜面),方向不变,根据图解可以看出,在N1方向改变时,其大小(箭头)只能沿PQ线变动.显然在挡板移动过程中,N1先变小后变大,N2一直减小.
答案 BD总结提升总结提升1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化.这是力平衡问题中的一类难题.
2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.
3.基本方法:解析法、图解法和相似三角形法
(1)解析法:①列平衡方程求出未知量与已知量的关系表达式.
②根据已知量的变化情况来确定未知量的变化情况.
(2)图解法:①适用情况
一般物体只受三个力作用,且其中一个力大小、方向均不变,另一个力的方向不变,第三个力大小、方向均变化.②一般步骤
a.首先对物体进行受力分析,根据力合成的平行四边形定则将三个力的大小、方向放在同一个三角形中.
b.明确大小、方向不变的力,方向不变的力及方向变化的力的方向如何变化,画力的示意图.返回知识梳理二、解共点力平衡问题的一般步骤1.选取 .
2.对所选取的研究对象进行受力分析,并画出 ,并画出受力分析图.
3.对研究对象所受的力进行处理,一般情况下,需要建立合适的直角坐标系,对各力沿坐标轴进行正交分解.
4.建立平衡方程,若各力作用在同一直线上,可直接用F合= 的代数式列方程,若几个力不在同一直线上,可用Fx合= 与Fy合= ,联立列出方程组.
5.对方程求解,必要时需对解进行讨论.答案研究对象受力分析000例4 物体A在水平力F1=400 N的作用下,沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑(如图4所示).物体A受到的重力mg=400 N,求物体A与斜面间的动摩擦因数μ.(已知 ≈1.73)图4解析 取物体A为研究对象,它在四个力的作用下处于平衡状态,根据受力情况,建立直角坐标系如图所示.
根据平衡条件可得:f+F1cos θ-mgsin θ=0,
N-F1sin θ-mgcos θ=0.
又f=μN,
联立以上各式,代入数据解得:
μ=0.27.
答案 0.27解析答案针对训练 如图5所示,质量为m的木块静止地放在半径为R的半球体上,半球体与木块均处于静止状态,已知木块与半球体间的动摩擦因数为μ,木块与球心的连线与水平地面的夹角为θ,则下列说法正确的是(  )解析答案返回图5A.地面对半球体的摩擦力方向水平向左
B.木块对半球体的压力大小为mgcos θ
C.木块所受摩擦力大小为mgcos θ
D.木块所受摩擦力大小为μmgcos θ总结提升解析 以木块和半球体整体为研究对象,整体处于静止状态,而水平方向不受外力,故半球体不受地面的摩擦力,故A错误;
对木块受力分析,木块受到重力、支持力及摩擦力,三力作用下木块处于平衡状态,则合力为零,木块对半球面的压力为mgsin θ,故B错误;
木块受到的摩擦力沿切线方向,沿切线的重力的分力与摩擦力大小相等,即:f=mgcos θ,故D错误,C正确.
答案 C总结提升返回总结提升当一个系统处于平衡状态,一般地,求系统内部物体间的相互作用时,用隔离法;若不涉及物体间相互作用力,求系统受到的外力作用时,用整体法.整体法就是将整个系统作为一个研究对象进行分析的方法,其优点是研究对象少,未知量少,所列方程少,故求解较为简捷.具体应用时,应将两种方法结合起来灵活使用.返回三、平衡的分类知识梳理答案稳度指的是物体的 程度,物体的稳度大小由重心的 和
的大小两个因素决定,重心越 ,支持面越 ,稳度就越大.返回稳定高低支持面低大 对点检测 自查自纠12341.(用矢量三角形法解平衡问题)举重运动员在抓举比赛时,为了减小杠铃上升的高度和便于发力,抓握杠铃的两手间要有较大距离,使两臂上举后两臂间成钝角,手臂伸直后所受作用力沿手臂方向,一质量为75 kg的运动员,在举起125 kg的杠铃时,两臂成120°角,如图6所示,则此时运动员的每只手臂对杠铃的作用力F及运动员对地面的压力N的大小分别为(g取
10 m/s2)(  )
A.F=1 250 N,N=2 000 N
B.F=1 250 N,N=3 250 N
C.F=625 N,N=2 000 N
D.F=722 N,N=2 194 N解析答案图61234解析 分析杠铃受力如图所示,重力、人给的两个支持力,三个力的夹角均为120°,杠铃处于静止状态,合力为零.两臂作用力大小相等,并等于杠铃重力G,所以F1=F2=1 250 N.把杠铃和人看做整体,整体受重力、地面的支持力,且两力大小相等,N=2 000 N.答案 A12342.(用矢量三角形法解平衡问题)(多选)如图7所示,两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上,两绳与竖直方向的夹角为45°,日光灯保持水平,所受重力为G,下列说法正确的是(  )解析答案图71234解析 两绳的拉力的作用线与重力的延长线交于一点,这三个力为共点力,B错误;
对日光灯受力分析如图所示,答案 AC12343.(图解法解动态平衡问题)如图8,电灯悬挂于两墙之间,更换水平绳OA使连接点A向上移动而保持O点的位置不变,则A点向上移动时(  )解析答案图8A.绳OA的拉力逐渐增大
B.绳OA的拉力逐渐减小
C.绳OA的拉力先增大后减小
D.绳OA的拉力先减小后增大1234解析 对点O受力分析,如图所示,通过作图,可以看出绳OA的张力先变小后变大,故A、B、C错误,D正确.答案 D12344.(正交分解法处理平衡问题)如图9所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为T,墙壁对工人的弹力大小为N,不计工人与墙壁之间的摩擦.则(  )答案图9A.T=Gsin α
B.N=Gtan α
C.若缓慢减小悬绳的长度,T与N的合力变大
D.若缓慢增大悬绳的长度,T减小,N增大B返回1234返回解析 以A为研究对象,受力如图所示,建立直角坐标系,
由平衡条件知:N=Fsin 30°①
Fcos 30°=G②
①②联立得F≈115.5 N,N≈57.7 N;
由牛顿第三定律知墙受到的压力大小是N′=N=57.7 N.答案 115.5 N 57.7 N